电力系统继电保护应用技术02微机保护基础

《电力系统继电保护应用技术02微机保护基础》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第二章微机、数字化继电保护基础2.1　微机继电保护的硬件构成原理1）微型机系统2）模拟数据采集系统3）开关量输入和输出系统4）人机对话微型机系统5）电源系统：它是装置可靠工作的基础，应满足精度，谐波系数、可靠性等指标要求。常用3V,5V，15V，24V多个电压等级。硬件构成原理如下图所示。图2.1微机保护基本硬件组成原理图2．1.1　模拟数据采集系统A/D转换是模拟数据采集系统的核心，其理论依据是采样定理。对连续时间信号x(t)进行采样时，周期采样频率fs，必须大于被采样原始信号x(t)的最大截止频率fc的两倍，即才能从离散的数

2、字信号中完全恢复出原始信号x(t)。A/D转换有多种方法，以逐次比较式数据采集系统和以电压/频率变换式（VFC）数据采集系统最为常用，此处只对前者作较细的讨论。fs>2fcxs(t)1）逐次比较式数据采集系统模入原理（1）逐次比较式模拟数据采集系统的单通道采样方式：①异步采样②同步采样（2）对多个模拟信号的多通道采样方式：①同时采样图2.2同时采样硬件原理图②顺序采样③分组同时采样所谓分组同时采样是指将所有的模入信号分成若干组，在同组内的各模拟信号同时采样，不同组内模拟信号之间用顺序采样。2）逐次比较式数据采集系统的组成（1）变送

3、器：电平变换和电气隔离。（2）前置模拟低通滤波器：滤除大于1/2采样频率高次谐波。（3）采样保持器采样开关、保持器，并依次将采用值送入A/D。（4）模数转换器（A/D）模拟量转换为数字量。主要由D/A、比较器等元件组成。D/A的基本原理：数模转换器输出的模拟电压UO为：图2.84位数模转换器(D/A)的原理电路图图2,98位逐位比较ADC电路原理框图逐次比较型模数转换器的主要技术指标：a、分辨率b、输入模拟量的极性。c、量程模数转换器输入模拟电压转换的范围。如0~3V，0~5V，0~+10V，-5~+5V，-10~+10V等。d、

4、分辨率常用A/D转换器的位数表示。e、精度f、转换时间模数转换器完成一次将模拟量转换为数字量所需要的时间。g、模拟量的标度变换：例如某电流的满量程（最大值）为1500A，电流互感器变比为1500/5，A/D转换器输入电压为-5~+5V交流电压，转换精度为12位，（其中最高位为符号位）。此时若输入为1500A电流，则经A/D转换的最大值（满量程值）应是11111111111B=2047。标度变换系数为：2．1.2　开关量输入输出电路1)输入开关量①内部开关量：反映安装在微型机继电保护装置内部触点状态的量。②外部开关量：从微机继电保护

5、装置的外部，通过保护屏接线端子排引入至微型机的状态信号。开关量输入电路：2）输出执行逻辑（开出）执行接口部分(光隔，出口继电器，功率驱动）。可靠性措施：①采用多位编码使每一路开关量输出的驱动电路都由两根以上并行口输出线来控制，通过反相器和与非门执行。②采用光电耦合元件，防止干扰窜入微型机继电保护装置中。③由并行口的PC0位取入该路开出的工作状态，以便检查是否可靠出口。④将保护装置总报警继电器(AXIN)的常闭接点串入出口回路，以保证装置异常时不会误出口。2.1.3人机对话系统硬件原理(6)继电保护通信系统继电保护装置与现场设备包括

6、智能设备间的通信常采用现场（过程）总线方式通信，继电保护与站级设备间用工业以太网通信。1）现场总线开放性、互动互通、可靠性。2）工业以太网以太网泛指各种采用CSMA/CD技术的局域网，工业以太网是在传统以太网的基础上进化而来，解决了网络带宽的制约因素和因冲撞引起的传输延时等缺点，已成为目前有线通信市场的主流。工业和以太网拓扑结构主要有总线结构、星型结构和环型结构三种基本的网络结构。图2.19总线型结构图2.20环型结构图2.21星型结构3）工业以太网的改进技术①交换式以太网技术交换式以太网具有微网段和全双工传输的特性，每个站点都具

7、有独立的冲突域，不再受限于原有的CSMA/CD工作方式，可以随时发送和接收数据，大大改进了以太网的实时性，从而为用于变电站的过程总线提供了技术支持。②虚拟局域网技术(VLAN)VLAN是一种通过将局域网内的设备逻辑地而不是物理地划分成一个个网段从而实现虚拟工作组的新兴技术。同一个VLAN内的各个工作站无须被放置在同一个物理空间里。一个VLAN内部的广播和单播流量都不会转发到其他VLAN中，从而有助于控制流量、减少设备投资、简化网络管理、提高网络的安全性。③IEEE802.IP排队特性采用带IEEE802.IQ优先级标签的数据帧，使

8、得具有高优先级的数据帧获得更快的响应速度。该技术使得变电站过程总线和站级总线有可能合并为同一个物理网络。④快速生成树协议(RSTP)传统的以太网拓扑中不能出现环路，依靠生成树算法的收敛过程从1min降低到1～10s。在基于以太网的变电站通信网络中可