【正文】 理(VFC)構(gòu)成的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),具有工作穩(wěn)定、精度高、抗干擾能力強(qiáng),同CPU接口簡(jiǎn)單和調(diào)試方便等一系列優(yōu)點(diǎn)。器件采用ATMEL高密度非易失存儲(chǔ)器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS51 指令集和輸出管腳相兼容。在微機(jī)保護(hù)中常用光電耦合器來輸入或輸出開關(guān)量信號(hào)。②從裝置外部經(jīng)過端子排引入的接點(diǎn)；如保護(hù)屏上的各種硬壓板、轉(zhuǎn)換開關(guān)等。對(duì)于重要的保護(hù)跳閘出口信號(hào)，為了防止誤發(fā)信號(hào)，還需要增加與非門環(huán)節(jié)。繼電保護(hù)按保護(hù)對(duì)象分有元件保護(hù)、線路保護(hù)等；按保護(hù)原理分有差動(dòng)保護(hù)、距離保護(hù)和電壓、電流保護(hù)等。假定原始數(shù)據(jù)為純正弦量的理想采樣兩個(gè)采樣值為和，采樣時(shí)刻和其相差為 式（） 式（） 式（） 由上推導(dǎo)可得： 式（） 式（）由式()和式()可得，只要知道正弦量任意兩個(gè)電氣角度相隔/2的瞬時(shí)值，就可以算出該正弦量的有效值和相位。） 式（） 、分別為直流、基波和各次諧波的正弦項(xiàng)和余弦項(xiàng)的振幅。 式（） 其中，是線路正序電阻；是正序電感。傅氏算法從傅氏級(jí)數(shù)導(dǎo)出，它假定被采樣信號(hào)是周期性的。同時(shí)在個(gè)別情況下，當(dāng)快速切除故障是首要條件時(shí)，采用無選擇性的電流速斷保護(hù)，然后通過自動(dòng)重合閘予以糾正。對(duì)單端電源輸電線路，在每回線路的電源側(cè)都裝有電流速斷保護(hù)，短路點(diǎn)距保護(hù)安裝地點(diǎn)越遠(yuǎn)，流過保護(hù)安裝地點(diǎn)的短路電流越小。此時(shí)將隨的變化而變化，因此可以經(jīng)計(jì)算后繪出＝的變化曲線，如圖41所示。而在交點(diǎn)以后短路時(shí)，由于短路電流小于啟動(dòng)電流，保護(hù)將不能啟動(dòng)，由此可見，有選擇性的電流速斷保護(hù)不可能保護(hù)線路的全長(zhǎng)。正是由于它能以較小的時(shí)限快速切除全線路范圍以內(nèi)的故障，因此，稱之為限時(shí)電流速斷保護(hù)。為了避免這種情況的發(fā)生，就不能采用兩個(gè)電流相等的整定方法，而必須使，引入可靠系數(shù)，則得 式（）對(duì)于，考慮到短路電流中的非周期分量已經(jīng)衰減，故可選取得比速斷保護(hù)的小一些，一般取為。為了能夠保護(hù)本線路的全長(zhǎng)，限時(shí)電流速斷保護(hù)必須在系統(tǒng)最小運(yùn)行方式下，線路末端發(fā)生兩相短路時(shí)，具有足夠的反應(yīng)能力，這個(gè)能力通常用靈敏系數(shù)來衡量。為保證在正常運(yùn)行情況下過電流保護(hù)絕不動(dòng)作，顯然保護(hù)裝置的起動(dòng)電流必須整定得大于該線路上可能出現(xiàn)的最大負(fù)荷電流。引入繼電器的返回系數(shù)，則保護(hù)裝置的起動(dòng)電流即為 式（） 式中 ——可靠系數(shù)，一般采用； ——自啟動(dòng)系數(shù)，數(shù)值大于l，應(yīng)由網(wǎng)絡(luò)具體接線和負(fù)荷性質(zhì)確定； ——電流繼電器的返回系數(shù)，一般采用；由這一關(guān)系可見，當(dāng)越小時(shí)，則保護(hù)裝置的啟動(dòng)電流越大，因而其靈敏性就越差，這是不利的。引入以后則得保護(hù)3的動(dòng)作時(shí)限應(yīng)為 。廣泛應(yīng)用于架空線輸電和架空線供電線路上的有效反事故措施（電纜輸、供電不能采用）。據(jù)中國電力部門統(tǒng)計(jì)，一般可達(dá)60％～90％。⑥在雙側(cè)電源的線路上實(shí)現(xiàn)重合閘時(shí)，重合閘應(yīng)滿足同期合閘條件。單側(cè)電源線路的三相一次重合閘動(dòng)作時(shí)間不宜小于1 s。電力系統(tǒng)中性點(diǎn)的工作方式有：中性點(diǎn)直接接地、中性點(diǎn)不接地和中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地。其采樣時(shí)間間隔為 （2）切換結(jié)構(gòu) 這種結(jié)構(gòu)N個(gè)功能的地位也完全相同，同時(shí)每個(gè)功能模塊在N次采樣間隔中只執(zhí)行一次。中斷服務(wù)子程序一般存放在內(nèi)存中一個(gè)固定的區(qū)域內(nèi)，它的起始地址稱為中斷服務(wù)子程序的入口地址。復(fù)位相量地址是微型機(jī)器件事先設(shè)計(jì)好的規(guī)定地址，編程人員無法改變它，且復(fù)位相量地址必須存放在ROM或FLASH中，不能存放在RAM中，否則造成掉電丟失，無法在上電后讓微型機(jī)按照設(shè)計(jì)的流程運(yùn)行。一般情況下,還應(yīng)將存放采樣值的循環(huán)寄存器進(jìn)行清零。另外，定值的修改應(yīng)先在緩沖單元進(jìn)行，等全部定值修改完畢后，再更換定值，以避免在保護(hù)運(yùn)行中，出現(xiàn)一部分是修改前的定值，另一部分是修改后的定值。如果測(cè)量電流大于I段定值，則立即控制出口回路，發(fā)出跳閘命令和動(dòng)作信號(hào)，同時(shí)保存I段動(dòng)作信息，用于記錄、顯示、查詢和上傳。僅從時(shí)間延時(shí)本身來說，這種計(jì)時(shí)方式的時(shí)間誤差≤。于是微型機(jī)先暫停一下系統(tǒng)程序，轉(zhuǎn)而執(zhí)行一次中斷服務(wù)程序，以保證對(duì)輸入模擬量的實(shí)時(shí)采集，同時(shí)，實(shí)時(shí)地運(yùn)行一次繼電保護(hù)的相關(guān)功能。應(yīng)當(dāng)說，保護(hù)的主要功能安排在中斷服務(wù)流程中，系統(tǒng)程序的名稱是相對(duì)于中斷服務(wù)程序而言的。于是，提高了電流保護(hù)的靈敏度。i++)//循環(huán)變量i從0依次遞增到12{m=2*i*PI/12。ab=[2*ab+sample(0,0)+sample(11,0)]/12。//計(jì)算=。=))tripping=1。//定義浮點(diǎn)型變量double TN2=, TN3=。)。ca=ca+sample(i,1)*n。r=ab+cb。//如果=，發(fā)出跳閘命令，報(bào)告I段動(dòng)作} if()TN2=0。//如果TN3*=，發(fā)出閘命令，報(bào)告III動(dòng)作}}微機(jī)保護(hù)通常采用電流突變量作為主要的啟動(dòng)元件，監(jiān)視絕大部分的故障；再用相電流和零序電流作為輔助啟動(dòng)元件，監(jiān)視大過渡電阻接地等極少數(shù)電流變化較緩慢的故障。)。na=double fabs(double a2)。 TurnC()。nc=double fabs(double c2)。sensitive()。中間走了不少的彎路，遇到了不少的困難，但是經(jīng)過認(rèn)真分析，仔細(xì)思考后問題仍然得到了解決。由于電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的相關(guān)知識(shí)掌握得比較好，因此這一步進(jìn)行得比較順利。 sensitive()。k12*M。 sensitive()。i12*M。//定義采樣寄存數(shù)組int i 。//如果TN2*=，發(fā)出跳閘命令，報(bào)告II段動(dòng)作}if() TN3=0。//否則=if(=q)=。cb=[2*cb+sample(0,1)+sample(11,1)]/12。n=double sin(double m)。)。=，發(fā)出跳閘命令，報(bào)告I段動(dòng)作else trun to II III//否在轉(zhuǎn)至II III判斷}include//說明程序中包含標(biāo)準(zhǔn)輸入輸出庫函數(shù)include//說明程序中包含數(shù)學(xué)函數(shù)define PI void interrupt()//中斷服務(wù)程序函數(shù){double sample[12,2]。將賦值給if()=。//求A相電流的模值=sqrt[(ca*ca+cb*cb)/2]。ab=ab+sample(i,0)*p。//定義浮點(diǎn)型變量double sample[12,2]。保護(hù)的設(shè)計(jì)跳出“單個(gè)繼電器”的概念和范疇，同時(shí)，利用微型機(jī)的優(yōu)勢(shì)和故障特點(diǎn)，在相同模擬量輸入的情況下，考慮電流保護(hù)整定值隨故障類型的不同而自動(dòng)調(diào)整，從而有效地提高電流保護(hù)的靈敏度。應(yīng)當(dāng)說明，（a）中，A,B,C,D,…，X和Y的位置是隨機(jī)的。由于I、II、III段電流保護(hù)的動(dòng)作信息均可以記錄、顯示、查詢和上傳，所以，動(dòng)作信號(hào)可以公用一個(gè)指示燈。當(dāng)測(cè)量電流小于電流II段定值時(shí)，可以考慮一個(gè)返回系數(shù)后，才讓電流II段返回。①控制數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，將各模擬輸入量的信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字量的采樣值，然后存入RAM區(qū)的循環(huán)寄存器中 ②時(shí)鐘計(jì)時(shí)功能 。之后，系統(tǒng)程序進(jìn)入一個(gè)自檢循環(huán)回路，它除了分時(shí)地對(duì)裝置各部分軟硬件進(jìn)行自檢測(cè)外，還包括人機(jī)對(duì)話、定值顯示和修改、通信以及報(bào)文發(fā)送等功能。2）第二步是讀取所有開關(guān)量輸入的狀態(tài)，并將其保存在規(guī)定的RAM或FLASH地址單元內(nèi)，以備以后在自檢循環(huán)時(shí)，不斷監(jiān)視開關(guān)量輸入是否有變化。圖中只繪出了系統(tǒng)程序流程和定時(shí)中斷服務(wù)程序流程，也可根據(jù)實(shí)際情況予以綜合考慮其他中斷方式的使用。由于CPU正在執(zhí)行的原程序被暫停執(zhí)行，所以稱為中斷。它是人們對(duì)解決問題的方法、思路或算法的一種描述。根據(jù)電網(wǎng)保護(hù)配置情況及運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，建議在新建變電站保護(hù)配置中采用微機(jī)保護(hù)。根據(jù)有關(guān)統(tǒng)計(jì)分析，架空線路的瞬時(shí)性故障次數(shù)，約占故障次數(shù)的70%左右，重合閘的成功率約50%～70%。②由運(yùn)行人員手動(dòng)操作或通過遙控裝置將斷路器斷開時(shí)，自動(dòng)重合閘不應(yīng)啟動(dòng)。一般情況下，線路故障跳閘后重合閘越快，效果越好。此外，在各個(gè)過電流保護(hù)之間還必須要求靈敏系數(shù)相互配合，即對(duì)同一故障點(diǎn)而言，要求越靠近故障點(diǎn)的保護(hù)應(yīng)具有越高的靈敏系數(shù)。這個(gè)要求只有依靠使各保護(hù)裝置帶有不同的時(shí)限來滿足。還必須考慮到，由于短路時(shí)電壓降低，變電所B母線上所接負(fù)荷的電動(dòng)機(jī)被制動(dòng)，因此，在故障切除后電壓恢復(fù)時(shí)，電動(dòng)機(jī)要有一個(gè)自起動(dòng)的過程。對(duì)保護(hù)2的限時(shí)電流速斷而言，即應(yīng)采用系統(tǒng)最小運(yùn)行方式下線路AB末端發(fā)生兩相短路時(shí)的短路電流作為故障參數(shù)的計(jì)算值。③應(yīng)包括保護(hù)2中時(shí)間繼電器可能比預(yù)定的時(shí)間提早動(dòng)作的負(fù)誤差。設(shè)保護(hù)1裝有電流速斷，其起動(dòng)電流按式計(jì)算后為，它與短路電流變化曲線的交點(diǎn)M即為保護(hù)l電流速斷的保護(hù)范圍，當(dāng)在此點(diǎn)發(fā)生短路時(shí)，短路電流即為，瞬時(shí)速斷保護(hù)剛好能動(dòng)作。 電流速斷保護(hù)的主要優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單可靠，動(dòng)作迅速，因而獲得了廣泛的應(yīng)用。在最大運(yùn)行方式下三相短路時(shí)、通過保護(hù)裝置的短路電流為最大；在最小運(yùn)行方式下兩相短路時(shí)，則短路電流為最小。以保護(hù)2為例，為保證動(dòng)作的選擇性，保護(hù)裝置的啟動(dòng)電流必須大于下一條線路出口處短路時(shí)可能的最大短路電流，從而造成在本線路末端短路時(shí)保護(hù)不能啟動(dòng)，保護(hù)不能啟動(dòng)的范圍隨運(yùn)行方式、故障類型的變化而變化。相間短路的電流保護(hù)通常是三段式保護(hù)。10KV及以下中性點(diǎn)非直接接地電網(wǎng)線路的相間短路保護(hù)必須動(dòng)作于斷路器跳閘，單相接地時(shí)，由于接地電流較小，三相電壓仍能在一段時(shí)間內(nèi)保持平衡，對(duì)用戶沒有很大影響。如AB相間短路時(shí)，取和。中的基波分量為 式（） 式中 ——基波分量的有效值； ——時(shí)基波分量的相角。算法的基本思路來自于傅里葉級(jí)數(shù)，本身具有濾波作用。算法的精度和速度總是矛盾的。河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 微機(jī)保護(hù)的算法分析在微機(jī)保護(hù)中，需要應(yīng)用不同的離散運(yùn)算方法來實(shí)現(xiàn)故障量的測(cè)量、計(jì)算和故障判別。為了提高抗干擾能力，也經(jīng)過一級(jí)光電隔離。開關(guān)量輸入DI（Digital Input）主要用于識(shí)別運(yùn)行方式、運(yùn)行條件等，以便控制程序的流程圖。4K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器，增加了在線編程功能，使程序的修改和調(diào)試及其方便，而且編程和校驗(yàn)也更加方便。則有 式（）以最終輸出的數(shù)字量D也正比于輸入的模擬信號(hào) 式（） 輸入輸出 VFC內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)示意圖 VFC電路波形圖分辨率一般用VFC轉(zhuǎn)換器輸出的數(shù)字量D的位數(shù)來衡量。如果偏大，則減小試送的16位數(shù)，直至找到最相近的二進(jìn)制數(shù)，這個(gè)16位二進(jìn)制數(shù)就是A/D轉(zhuǎn)換器的輸出結(jié)果。 模擬多路轉(zhuǎn)換示意圖①模數(shù)轉(zhuǎn)換器的一般原理模數(shù)轉(zhuǎn)換器（A/D轉(zhuǎn)換器，或簡(jiǎn)稱ADC）是實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)控制的關(guān)鍵技術(shù)，是將模擬量轉(zhuǎn)變成計(jì)算機(jī)能夠識(shí)別的數(shù)字量的橋梁。3）不存在阻抗匹配的問題。模擬濾波器：應(yīng)用無源器件（如電阻R、電感L、電容C）或有源電路（運(yùn)放）元件組成的一個(gè)物理系統(tǒng)。把連續(xù)時(shí)間信號(hào)變成離散時(shí)間信號(hào)的過程稱為采樣。在微機(jī)保護(hù)中，一般采用電流變換器將電流信號(hào)變換為電壓信號(hào)。②輸入電流的電壓形成回路（有以下2種方法實(shí)現(xiàn)）1）電抗變換器。下面分別敘述這幾個(gè)部分的工作原理及作用。微型機(jī)主系統(tǒng)包括微處理器(MPU)、只讀存儲(chǔ)器(ROM)或閃存內(nèi)存單元(FLASH)、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)、定時(shí)器、并行接口以及串行接口等。因此要全面地理解和執(zhí)行地區(qū)電業(yè)部門的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)程以及相應(yīng)的國家標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。由于微機(jī)保護(hù)裝置的特性主要由軟件決定，因此只要改變軟件就可以改變保護(hù)的特性和功能，所以能靈活地適應(yīng)電力系統(tǒng)運(yùn)行方式的變化。前兩者邏輯依賴電路實(shí)現(xiàn)，不符合人的思維邏輯，而且從硬件上看環(huán)節(jié)多，易出錯(cuò)，不可靠。因此，微機(jī)保護(hù)的實(shí)質(zhì)就是以微型機(jī)、微控制器等器件作為核心部件構(gòu)成的具有繼電保護(hù)功能的自動(dòng)化安全裝置。這個(gè)方面計(jì)算機(jī)繼電保護(hù)與傳統(tǒng)繼電保護(hù)也是基本一致的。在晶體管型繼電保護(hù)、整流型繼電保護(hù)以及集成電路型繼電保護(hù)中都采用類似的變換環(huán)節(jié)，其間并沒有本質(zhì)的差別，這些環(huán)節(jié)，可以稱為“信息預(yù)處理”環(huán)節(jié)。這些成果無疑與微機(jī)保護(hù)的成功應(yīng)用分不開。在我國，計(jì)算機(jī)繼電保護(hù)技術(shù)的研究和開發(fā)起步比較晚，比先進(jìn)國家大約延后10年，但進(jìn)展卻很快。到70年代末期，出現(xiàn)了一批功能足夠強(qiáng)的微型機(jī)，價(jià)格也大幅度降低，具備了用一臺(tái)微型機(jī)來完成一個(gè)電氣設(shè)備保護(hù)功能的條件。繼電保護(hù)裝置是電力系統(tǒng)的重要組成部分，它在保證系統(tǒng)安全、穩(wěn)定和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行等方面起著非常重要的作用。但由于當(dāng)時(shí)微型機(jī)尚未出現(xiàn)，因此該保護(hù)裝置是由一臺(tái)小型計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的。微機(jī)保護(hù)不但能夠?qū)崿F(xiàn)傳統(tǒng)保護(hù)無法實(shí)現(xiàn)的更為復(fù)雜和優(yōu)良的保護(hù)性能，而且運(yùn)行維護(hù)更為簡(jiǎn)單，更重要的是其動(dòng)作可靠性大大優(yōu)于傳統(tǒng)保護(hù)。由于我國繼電保護(hù)工作者的努力，到目前為止，計(jì)算機(jī)繼電保護(hù)特別是輸電線路的微機(jī)保護(hù)己