青岛科技大学微型机继电保护整理重点

1、第一旗1、继电保护：将微型机、微机控制器等器件作为核心部件构成的继电保护。2、微机保护的硬件:数据采集系统微型机主系统开关M输入/输出系统 电源系统3、微机保护的特点：维护调试方便,可靠性高，易于获得附加功能，灵活性高，保护性能得到了很好的改善。4、对微机保护的基本要求：1,维护调试方便;2、可靠性高；3、易获得附加功 能 5、数据采集系统构成：1、电压形成；2模拟滤波；3采样保持；4多路转换；5模拟转 换。6、微机保护模拟M的设置 应该以满足保护功能为基本原则7、交流电压信号可以采用电压变换器；而将交流电流信号变换为成比例的电压信号，可以采用电抗变换器或电流变换器,二者各有优缺点。1）、电抗

2、变换器具有阻止宜流、放大高频分M的作用，因此当一次流过非正弦电流时，其二次电压波形将发生严重的畸变，这是所不希望的。电抗变换器的优点是线性范围较大，铁芯不易饱和，有移相作用，另外，具抑制非周期分M的 作用在莫些应用中也可能成为优点。2）、电流变换器最大优点是,只要铁芯不饱和，则其二次电流及并联电阻上 的二次电压的波形可基本保持与一次电流波形相同且同相，即它的传变可使原信息不失真。这点对微机保护是很重要的，因为只有在这种条件下作精确的运算或定M分析才是有意义的。电流中间变换器的缺点是，在非周期分M的作用下容易饱和，线性度较差，动态范围也较小，这在设计和使用中应予以注意。8、采样保护电路的作用:在

3、一个极短的时间内测M模拟输入M在该时刻的瞬时值，并在模拟一数字转换器进行转换的时间内保持其输出不变9、采样频率的选择原则:采样定理fs2fmax ,如果被采样信号中所含最高频率成分的频率为fmax）则采样频率fs必须大于fmax的2倍10、采样频率的要求：1、对快速变化的信号采样时.要Tc尽M短；2）保持时 间要长。3）模拟开关的动作延时、闭合电阻和开断时的漏电流要小。11、A/D转换器的量化误差为q = *U r12、A/D转换器作用：是将模拟出转变成计算机能够识别的数彳出的桥梁。D/A转换器作用：是将数字M D经一解码电路变成模拟电压或电流输出。13、什么是二分搜索法？二分搜索法是一种最快

4、的逼诉方法,n位转换器只要比 较n次即可，比较次数与输入模拟M的大小无关。13、A/D转换和微型机接口方式采用查询方式或中断方式。14、模数转换器的评价指标 :转换时间数字输出的位数15、电压频率转换器 VFC的作用、特点：作用：是另一种实现模数转换功能的器件。可以将VFC器件与其他电路一起构成数据采集系统，从而实现模数转换的功能。特点：1、低通滤波2、抗干扰能力强3、位数可调4、与微型机的接口简单 5、实现多 微型机共享分辨率取决于1、最高频率；2、米样间隔和积分间隔大小16、模拟低通滤波器的应用:将高频分M滤掉，这样就可以降低fs,从而降低 对硬件的要求16、开关用输出类型（曲型接方式）:

5、保护的跳闸出口本地和中央信号通信接口打印机接口17、光电耦合器定义：把发光器件和光敏器件按照适当的方式组合,就可以实现 以光信号为媒介的电信号变换。采用这种组合方式制成的器件称为光电耦合器光电耦合器的作用：可以实现两侧电路之间的电气隔离，可以用来传递模拟信号，也可以作为开关器件使用第二旗1、数字滤波器：将输入模拟信号X( t)经过采样和模数转换变成数字M后，进行莫种数字处理以去掉信号中的无用成分，然后再经过数模转换得到模拟M输出丫( t)2、数字滤波的优点:1、特性一致性好2、不受温度影响3、不存在阻抗匹配问题4灵活性好5、精确度高3、时不变系统：满足Tx(t-t1)=y(t-t1)即如果输入

6、信号推迟一个时间t1,则输出也将推迟同一个时间t1，但波形不变4、因果系统:是指输出变化不会发生在输入变化之前的系统5、连续系统的冲激响应当系统或滤波器的输入为一冲激函数h( t)时，其输出记作h(t),称为该系统的冲激响应x(t)(t -)d方程为：y(t)二 Tx(t)二;x(.)T、(t-.)d.=x( )h(t -) d可见，只要知道h(t),利用该式就可以计算出对任意输入x(t)的输y(t)所以h(t)也 是对系统的充分描述。&频率特性是冲激响应的傅氏变换冲激响应和频率特性之间的关系：H与h(t)互为傅氏变换对。7、滤波器的响应时间：一个滤波器的输入从一个稳态变到另一个稳态时，其输出

7、要经过一个过渡过程的延时才能达到新的稳态输出，这种延时称为滤波器的响应时间？8、离散时间信号的傅氏变换定义式： TOC o 1-5 h z X ej 丁人二 x nTs八丁 x nTsTSn“”由频域卷积公式得oOoOx* t X t 、t -nTs =、X nTA t - nT snAAn1FcosS fot）=22（f - f 严（f + f o）9、正余弦函数对应的傅氏变换结果21Fsi n（2 二 f ot）二牙、（f - f（f f JST”snTX(eTsAZ x(nTJe一叮 5ST10、z变换定义式：一二 由于变换后s总以e的形式出STX(z)仝 fx( nTJz现，令z=e,

8、进行变m置换一=称为z变换.11、非递归型数字滤波器 是将输入信号和滤波器的单位冲激响应作卷积而实现的一类滤波器。是无限冲激响应滤波器(FIR):对单位冲激的输入信号的响应为无限长序列的数字滤波器递归型滤波器是用前几次的输出值作为输入来求下一次的输出。是有限冲激响应滤波器：对单位冲激的输入信号的响应为有限长序列的数字滤波器12、计算：P69零极点法设计数字滤波器例：设Ts=5/3ms(即N=12),用零点设计法设计出能同时滤除3次和5次谐波分 M的数字滤波器传递函数解：(1)滤3次的因子H3(z) =1 z2滤5次的因子出=1 ? GzZH Z = H3 Z H5 Z3ZJ 2ZA 3ZZA这

9、是一个4阶的传递函数，取增益A和分母为1,根据Z变换的线性特征，得到离散值得计算公式：yn =x n ? 3x n-1 2x n-2 ?、一 3x n-3 2x n-4 ,从幅频特性可以看出能 够滤3次5次谐 波。例题2设Ts=3/5ms (即N=12),用零点法设计出能同时滤除宜流和3次谐波分 M的FIR滤波器的差分方程。为，Hs(Z) =1 ZA ,所以传递函数为解：解：查表可得滤去宜流的因子为Ho(Z) =AZ-1,滤去3次谐波的因子H(Z) =H (Z)Hs(Z) =(1-Z)(1 Z =)1 _ZJ Z, _Z J对应差分方程为y(n) =x(n) -x(n -1) x(n-2) -

10、x(n -3)第三旗1、评价算法的标准：精度、速度速度包括：数据窗的长度DW运算工作M (乘除法的次数)1、基于理想正弦M的算法有：两点乘积算法、导数法和半周积分算法，其中数 据窗口最 短的是导数法，能够消除高频分M的是半周积分算法。2、两点乘积法：ATs-nJs只要知道任意两个相隔一的正弦M的瞬时值，2 2就可以算出其幅值和相位3、导数法：二寸21 sin(wtA :- oi) F2 sin: ?川只要知道输入正弦M莫一时刻t1 的米样值及该时刻对应的导数，即可算出有效值和相位。优缺点：优需要的数据窗短算式和乘积法相似，不复杂缺要求数字滤波器有良好的滤去高频分量的能力要求有较高的采样率、 半

11、 周积分算法的依据：一个正弦量在任意半个周期内绝对值的积分为一常数T/2T/2 厂2S,既S=,2I sidt= o .2I si n tdt= I半周积分算法需要的数据窗长度为 10ms 本身具有一定的滤除高频分量的能力，但是不能抑制直流分量、 突 变电流算法计算公式 P805、为什么要进行故障选相：可以用于选相跳闸可以在阻抗继电器中做到仅投入故障特征最明显的阻抗测量元件6傅里叶级数算法：xt =7 b n COS nAt-a nS inn八t an和bn分别为各次偕波的n=0正弦项和余弦项的振幅，a1 和 b1 为基波正、余弦项的振幅。任意次偕波计 2 Isinkn 2二1 - NJanX

12、N、 傅氏算法的滤波特性：它假定被采样信号是周期性的，符合这一假定时，它可以准确地求出基频分量，不仅能完全滤掉各种整次谐波和纯直流分量， 对非整次高频分量和按指数衰减的非周期分量包含的低频分量也有一定的抑制能力、 R-L 模型算法仅用于计算线路阻抗，只能用于距离保护。R-L 模型算法的优缺点： R-L 模型算法的优点是可以不必滤除非周期分量， 只需使用低通滤波器，算法的总时窗很短，响应速度快，不受电网频率变化的影 响。它存在的缺点是由于滤波器使用的是低通滤波器， 获得快速响应的同时，频率特性会变差，导致信号中噪声成分比较大从而影响算法精度。、 傅氏算法和两点乘积算法的比较：两点乘积法要求用一个

13、50Hz 带通滤波器获得基波正弦量，然后利用滤波器相隔 5ms 的两点输出，计算有效值及相位，因此 它的总延时是滤波器的延时再加5ms 傅氏算法则是同时利用两个对基频信号的 相移相差 90 的数字滤波器，故al ( t)超前bl (t )为90 ,同两点乘积法相 比，bl ( t)相当于两点乘积法 中第一点i1或u1, a1 (t)相当于第二点i2或u2,只是它不要再等5ms它的数据窗长度 就等于滤波器数据窗的长度20ms 因 此说傅氏算法和两点乘积算法的本质是统一的。、 算法的动态特性：在n=0-9 的时间内，计算用的电压和电流中，一部分是故障前的信号，另一部分是故障后的信号，因而计算得到的

14、阻抗值介于负荷阻抗和 短路阻抗之间，部分利用故障前的数据，部分利用故障后的数据计算得到的阻抗值跟随负荷阻抗单调下降，则在n=5 时，计算值已低于整定值，就可以立即跳闸， 反之，如果算法的动态特性不是单调下降的， 在 n=0-9 期间的计算值中，有可能 比实际的短路阻抗还要低，则在有一次计算值低于整定值时就跳闸，这将导致误 动作。 理想的动态特性是单调下降的11、算法的选择：1、全周傅氏算法、最小二乘方算法和R-L模型算法都构成图压线路阻抗保护，各有不同。2 、 傅氏算法是一种能够能够应用于各种保护的算法，在实际中应用比较多，一般要考虑衰减直流分量造成的计算误差，并采取补救措施。3、应用最小二乘

15、法，在设计、选择拟合模型时要顾及速度和精度两方面的合理折衷。4、R-L模型算法一般不单独用于分布电容不可忽略的较长线路可以和适当的数字滤波器构成高压超高压长距离输电线的距离保护。5、R-L算法只能用于计算输电线路阻抗，因此多用于线路保护。全周傅氏算法、最小二乘方算法还用于元件保护、后备电流电压保护以及一些序分M组成的保护，也用于谐波分析。第四旗1、程序出格：如果这条错误的指令是转移指令，微型机将立即离开原程序的轨道，或者如果这条错误的指令长度和原指令不同，则下一条将执行的指令操作码可能是原程序中莫个地址码，如此继续，导致微型机将完全背离原设计程序的流程。2、干扰分为共模干扰和差模干扰.o可靠性

16、包括不误动与不拒动2、干扰源主要是通过保护装置端子从外界引入的浪涌3、干扰对微机保护造成的后果，主要表现在“读”或“写”出错，最严重的错误是程序出错。保护装置对外连线的基本隔离措施交流输入开关M输 入开关M输出宜流电源鬲离措施变压器，屏 蔽层光电隔离光电隔离逆变电源（高频变压器 线圈间 有屏蔽层）4、常用抗干扰措施：对输入采样值的抗干扰纠错运算过程的校核纠错出口的闭锁（防误动）a、不允许一条指令就出口 b、中间加入核对程序程序出 格的自恢复（防拒 动）软件上提高保护可靠性的措施1抗干扰措施 （1）对输入采样的抗干扰纠错，利用默写输入M之间错在的规律（2）运算过程的校核纠偏：复算，或数据窗移位或

17、复算（3）出口的闭锁：不允许一条指令就出口；中间加入核对程序（4）程序出格的自恢复。2希望能够做到内部任意原件损坏时都不会引起误动，并能立即自动检测出并发出警报。?5、看门狗电路JUTRESET1:/ Q讯5冲疗？出格HI役吐电捋6为什么微机保护具有较高的抗干扰性：可靠性对微机保护而言主要有两个问题：一是微在抗干扰方面，微机保护有 并且一般的出错都会有相应机保护的抗干扰问题，二是装置内部元件出现损坏时的对策, 它独到之处，由于读或写出错导致保护误动作的可能性很小, 的一系列措施，予以自动纠正第五旗1、引起中断的原因，或能发出中断申请的来源，称为中断源2、中断源分为：定时器中断、通信中断、异常中

18、断3、提高电流保护灵敏度的方法：保护的设计跳出“单个继电器”的概念和范畴，同时，利用微机的优势和故障的特点，在相同模拟M输入的情况下，考虑电流保护整定值随故障类型的不同而自动调整，从而有效的提高电流保护的灵敏4、微机保护的程序结构主要有:顺序结构、切换结构和混合结构。就中断流程的执行时间来说，具体的采样间隔时间应满足如下要求：(1)顺序法 Ts (ti t2 .tN) tY 切换法 Ts maX(ti,t2,.,tN) ty(3)混合法ts人1 max(t 2，t3， 山)人丫5、在电流保护的终端服务程序中，如何实现U段电流的延时动作。1操作,答：可以在中断服务程序中设置一个计数单元，每次进入后进行加 达到设定的延时后断路器动作跳闸。AD7665 的数据采集流程图1、控制PBL PB3= 0 ,从而控制多路转换开关的 A0? A3,将0通道的模拟M连 接到A/D Usr。2 、 控制 9 PB4= 0 , 使 CNVST = 0, 触发 AD7665 开始转换 .判 断这一次的 A/D 转换是否结束。按照 AD7665 勺转换速率，这个时间约为 2us 。正是由于采用了查询 BUSY 状态的方法，因此，将这种方式叫做查询方式当 A/D 转换结束后，控制 PB4 （ CNVST ）