微机保护原理第一章硬件组成ppt课件.ppt

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1、第一章微机保护的硬件原理8/15/20211微型机继电保护基础，毕天姝1-1概述8/15/20212微型机继电保护基础，毕天姝1-1概述（续）模拟量输入系统（数据采集系统）：电压形成、模拟滤波、采样保持(S/H)、多路转换(MPX)以及模数转换(A/D)，完成将模拟输入量准确地转换为所需的数字量CPU主系统：微处理器(MPU)、只读存储器(ROM)或闪存内存单元(FLASH)、随机存取存储器(RAM)、定时器、并行以及串行接口等。MPU执行编制好的程序，以完成各种继电保护测量、逻辑和控制功能开关量（数字量）输入/输出系统

2、：并行接口(PIA或PIO)、光电隔离器件及有触点的中间继电器等组成，完成保护的出口跳闸、信号、外部接点输入及人机对话等功能8/15/20213微型机继电保护基础，毕天姝1-2数据采集系统（模拟量输入系统）一、电压形成回路1.模拟量选取原则：以满足保护功能为基本准则2.作用与方案比较作用方案比较电抗变换器缺点：二次电压波形将发生畸变优点：线性范围大、铁芯不易饱和、有移相作用、抑制直流电流变换器优点：线性范围内，波形相同且同相缺点：在非周期分量下容易饱和、线性度较差、动态范围小8/15/20214微型机继电保护基础，毕天

3、姝1-2数据采集系统（模拟量输入系统）一、电压形成回路2.作用与方案比较3.电流互感器应用注意事项变比的选择u2=RLHi2=RLHi1/nLHRLHi1max/nLHUmax屏蔽层的作用8/15/20215微型机继电保护基础，毕天姝1-2数据采集系统（模拟量输入系统）二、采样保持电路和模拟低通滤波器（一）S/H电路的作用及原理S/H电路的作用S/H电路的工作原理8/15/20216微型机继电保护基础，毕天姝1-2数据采集系统（模拟量输入系统）（二）对采样保持电路的要求使Ch上电压按一定精度（例如误差小于0.1%

4、）跟踪上usr所需要的最小采样宽度Tc（或称为截获时间），对快速变化的信号采样时，要求Tc尽量短保持时间要长。通常用下降率来表示保持能力。模拟开关的动作延时、闭合电阻和开断时的漏电流要小。分析讨论Ch的选值8/15/20217微型机继电保护基础，毕天姝1-2数据采集系统（模拟量输入系统）Ch=0.01F（三）采样保持电路的典型芯片8/15/20218微型机继电保护基础，毕天姝1-2数据采集系统（模拟量输入系统）（四）采样频率的选择和模拟低通滤波器的应用采样频率的选择采样频率越高，要求CPU的速度越高采样频率过低将不

5、能真实地反映被采样信号的情况（采样定理）采用低通滤波器，可以消除频率混叠问题，从而降低采样频率消除频率混叠问题后，采样频率的选择基本取决于保护的原理和算法。8/15/20219微型机继电保护基础，毕天姝1-2数据采集系统（模拟量输入系统）（四）采样频率的选择和模拟低通滤波器的应用低通滤波器R=4.3k,C=0.1F8/15/202110微型机继电保护基础，毕天姝1-2数据采集系统（模拟量输入系统）三、模拟量多路转换开关（一）模拟量多路转换开关的作用（二）MPX的工作过程8/15/202111微型机继电保护基础，毕

6、天姝1-2数据采集系统（模拟量输入系统）四、模数转换器（一）模数转换的一般原理和分类一般原理：将输入的模拟量UA相对于模拟参考量UR转换成数字量D输出：即：假定数字量D是小于1的数，则：分类：积分型、逐次逼近比较型、并行和流水线型等8/15/202112微型机继电保护基础，毕天姝四、模数转换器（二）数模转换器（DAC或D/A转换器）作用工作原理8/15/202113微型机继电保护基础，毕天姝四、模数转换器（二）数模转换器（DAC或D/A转换器）8/15/202114微型机继电保护基础，毕天姝四、模数转换器（三）逐次逼近

7、法模数转换器的基本原理8/15/202115微型机继电保护基础，毕天姝四、模数转换器（三）逐次逼近法模数转换器的基本原理溢出问题8/15/202116微型机继电保护基础，毕天姝四、模数转换器（三）逐次逼近法模数转换器的基本原理双极性模拟信号的模数转换8/15/202117微型机继电保护基础，毕天姝四、模数转换器（四）A/D转换器举例AD7665是逐次逼近型的16位快速模数转换器，速度为500kSPS电源DVDD、DGNGOVDD、OGNDAVDD、AGNDREF、REFGND模拟量输入usr10V,5V,2.5V0

8、-10V,0-5V,0-2.5V8/15/202118微型机继电保护基础，毕天姝四、模数转换器（四）A/D转换器举例方式选择OB/2(outputbinary/2’scomplement)WARP,IMPULSESER/(Serial/Parallel)BYTESWAP8/15/202119微型机继电保护基础，毕天姝