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2025/4/15微机保护基础知识1第8章微机保护基础知识

内容与要求2025/4/15微机保护基础知识2硬件组成数据采集系统原理基本算法软件结构抗干扰的措施硬件组成需要了解，最终的目标是要掌握微机保护的接线。基本算法与软件组成是重点内容，是实现继电保护原理的方法。抗干扰措施是微机测控系统的通用方法，具有普遍意义，需要了解。

学习方法2025/4/15微机保护基础知识3掌握基本原理用计算机方法实现电流保护，在实践中提高对微机保护的认识要将保护的基本算法与具体继电保护原理结合要分清楚哪些是基本原理。要利用微机来实现基本算法。理论联系实践，要既动脑也动手。

微机保护优点2025/4/15微机保护基础知识4可靠性高；灵活性强；性能改善，功能易于扩充；维护调试方便；有利于实现变电站综合自动化。元件少，接线简单，软件一致。投退功能灵活，硬件通用。可以实现复杂继电保护原理，如任意形状阻抗继电器，功能扩充时可以不需要更改硬件。微机保护测试仪的应用，缩短了调试时间。通信与网络功能的加强，可以实现遥控、遥信、遥测、遥调的“四遥”功能。

8.1微机保护硬件2025/4/15微机保护基础知识5模拟量输入系统（或称数据采集系统）CPU主系统开关量输入/输出回路人机接口回路通讯回路电源回路将交流模拟量转为CPU能够处理的数字量，并要达到隔离与精度要求。基本通用的微机主系统。接点状态或高低电平的处理。便于操作，如键盘、液晶显示、打印机、信号灯等便于综合自动化。开关电源，要强调抗干扰。

微机保护硬件组成2025/4/15微机保护基础知识6数据采集系统A开关量系统B人机对话C

微机主系统2025/4/15微机保护基础知识7微处理器CPU存储器并行口串行口定时/计数器等需要强调的是，存储器包括EPROM－用于存放保护程序，即软件RAM－用于存放运算的中间结果。EEPROM－用于存放保护定值，也可采用FLASH来存放。

8.2数据采集系统2025/4/15微机保护基础知识8基于逐次逼近型A/D转换的采集系统基于电压/频率变换（VFC）原理进行A/D变换的采集系统前者包括：电压形成回路、模拟低通滤波器（ALF）、采样保持回路（S/H）、多路转换开关电路（MPX）及模数转换回路（A/D）后者包括：电压形成、VFC回路、计数器两者各有优点，前者便于满足精度，后者不需要滤波与采样保持电路

逐次逼近A/D转换方式2025/4/15微机保护基础知识901电压变换、屏蔽和隔离02滤除高频，降低采样频率03保证数据的同时性04节约A/D转换器05逐次逼近原理

基于压频变换（VFC）方式2025/4/15微机保护基础知识10电压变换、屏蔽和隔离010203电压转化为频率对脉冲计数，从而完成对电压的测量

类型电流变换器（UA）电压变换器（UV）电抗变换器（UR）（1）电压形成回路作用TA、TV二次侧电流电压较大，变化范围也较大，为适应模数转换器的转换要求将交流模拟量适当值，以满足精度要求。屏蔽和隔离，TA、TV二次侧过电压损坏保护装置。基于逐次逼近式A/D转换的模拟量输入系统

（2）采样保持（S/H）电路2025/4/15微机保护基础知识12采样：将一个连续时间信号x(t)变成离散时间信号x*(t)。TS－采样周期fS=1/TS－采样频率工频每周期采样点数N为：T－工频周期，20msf=1/T－工频频率，50HZ

（2）采样保持（S/H）电路2025/4/15微机保护基础知识13保持：为保证各通道采样的同时性，在等待模数转换的过程中，必须保持采样值不变。粉红色为理想值，红色为实际值。

（2）采样保持（S/H）电路2025/4/15微机保护基础知识14要求：1?1、截获时间尽量短，特别是对快速变化的输入信号采样更应保证这一点；2?2、保持时间要长；3?8、模拟开关的动作延时、闭合电阻和开断时的泄露电流要小。4采样电子开关5要求1：6CH越小越好7要求2：8CH越大越好9CH的大小应当如何确定呢？10

（8）ALF和采样频率2025/4/15微机保护基础知识15离散信号怎样才能真实反映被采样的连续信号，若要求不丢失信息，应满足什么条件？问题被采样信号x(t)的频率为f0，TS为采样周期，fS为采样频率混叠混叠正确123456

（8）ALF和采样频率2025/4/15微机保护基础知识16若要不丢掉信息地对输入信号进行采样，就必须满足fs≥2f0。结论采样定理若输入信号x(t)含有各种频率成份，其最高频率为fmax，若要对其不失真地采样，或者采样后不产生频率混叠现象，采样频率必须不小于2fmax，即fs≥2fmax。采样定理对模拟信号要求（采用模拟低通ALF的原因）限于CPU运算速度，要限制输入信号的最高频率，只需在采样前用一个模拟低通滤波器（ALF），滤出f