微機(jī)保護(hù)的基本原理與構(gòu)成

微機(jī)保護(hù)的基本原理與構(gòu)成知識(shí)與能力：掌握微機(jī)保護(hù)的基本構(gòu)成，理解其基本原理，了解軟件的算法。

傳統(tǒng)的繼電保護(hù)是利用各種繼電器等硬件構(gòu)成，如定時(shí)限過電流保護(hù)是由電流繼電器、時(shí)間繼電器、信號(hào)繼電器等組成；而微機(jī)保護(hù)是由硬件裝置和軟件構(gòu)成。一、微機(jī)保護(hù)裝置的硬件構(gòu)成與原理1、微機(jī)保護(hù)裝置硬件結(jié)構(gòu)微機(jī)保護(hù)主要是由計(jì)算機(jī)、輸入輸出接口、人機(jī)聯(lián)系、軟件等構(gòu)成。微機(jī)保護(hù)硬件構(gòu)成示意圖①數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)微機(jī)系統(tǒng)只能識(shí)別數(shù)字量，保護(hù)所反應(yīng)的電流、電壓等模擬信號(hào)需轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的微機(jī)系統(tǒng)能接受的數(shù)字信號(hào)。②微機(jī)系統(tǒng)用來分析計(jì)算電力系統(tǒng)的有關(guān)電量和判定系統(tǒng)是否發(fā)生故障，然后按照既定的程序動(dòng)作。這是微機(jī)保護(hù)裝置的核心，一般包括：微處理器(CPU)、存儲(chǔ)器、定時(shí)器等。CPU是微機(jī)系統(tǒng)自動(dòng)工作的指揮中樞；存儲(chǔ)器是用于保存程序和數(shù)據(jù)；定時(shí)器用于觸發(fā)采樣信號(hào)，在V/F變換中，是頻率信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)的關(guān)鍵部件。③開關(guān)量輸入/輸出系統(tǒng)

輸入系統(tǒng)用于采集有接點(diǎn)的量（如瓦斯保護(hù)、溫度信號(hào)等）作為開關(guān)量輸入；執(zhí)行通過開關(guān)量輸出，起動(dòng)信號(hào)、跳閘繼電器等，完成保護(hù)各種功能。④人機(jī)對(duì)話接口用于調(diào)試、定值整定、工作方式設(shè)定、動(dòng)作行為記錄、與系統(tǒng)通信等。包括：打印、顯示、鍵盤及信號(hào)燈、音響或語言告警等。⑤電源電源是微機(jī)保護(hù)裝置重要組成部分，通常采用逆變穩(wěn)壓電源。2、微機(jī)保護(hù)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)A/D式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)如圖所示：

①電壓形成回路微機(jī)繼電保護(hù)要從被保護(hù)對(duì)象的電流、電壓互感器處取得相應(yīng)信息。但這些二次數(shù)值、輸入范圍對(duì)典型的微機(jī)繼電保護(hù)電路卻不適用，需要降低和變換。一般采用變換器來實(shí)現(xiàn)變換。（微機(jī)保護(hù)參數(shù)的輸入范圍：0～5V或4～20mA）②采樣保持與低通濾波由于微機(jī)保護(hù)只能對(duì)數(shù)字量進(jìn)行運(yùn)算和判斷，所以應(yīng)將連續(xù)模擬量變?yōu)殡x散量。采樣保持電路作用就是在一個(gè)極短的時(shí)間測出模擬量在該時(shí)刻的瞬時(shí)值；并要求在A／D轉(zhuǎn)換期間保持不變。

同時(shí)采樣：繼電保護(hù)大多數(shù)原理是基于多個(gè)輸入信號(hào)，如三相電流、三相電壓等。在每一個(gè)采樣周期對(duì)通道的量全部同時(shí)采樣。采樣頻率：采樣間隔的倒數(shù)稱為采樣頻率。采樣頻率的選擇是微機(jī)保護(hù)中的一個(gè)關(guān)鍵問題。頻率高，采樣精確，但對(duì)A/D轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換速度要求也高，投資也就越高。為了將信號(hào)波頻率限制在一定頻帶內(nèi)，一般利用低通濾波器將高頻分量濾掉，這樣可降低采樣頻率，即降低對(duì)硬件的要求。③多路轉(zhuǎn)換開關(guān)為了保證阻抗、功率方向等不受影響，對(duì)各個(gè)模擬量要求同時(shí)采樣，以準(zhǔn)確地獲得各量之間的相位關(guān)系。同時(shí)節(jié)省硬件，可利用多路開關(guān)輪流切換各通路，達(dá)到分時(shí)轉(zhuǎn)換的目的，共用A/D轉(zhuǎn)換器。④模數(shù)轉(zhuǎn)換器作用:將輸入模擬量變?yōu)榕c其成正比的數(shù)字量,以便進(jìn)行處理、存儲(chǔ)、控制和顯示。3、開關(guān)量輸入/輸出系統(tǒng)①開關(guān)量輸入輸入方式：裝置面板輸入、經(jīng)端子排引入。②開關(guān)量輸出回路4、人機(jī)聯(lián)系①人機(jī)接口回路微機(jī)保護(hù)的人機(jī)接口回路是指鍵盤、顯示器及CPU插件電路。作用：通過鍵盤和顯示器完成人機(jī)對(duì)話任務(wù)、時(shí)鐘