【正文】 輸入端電平控制。在高電平時AS閉合，此時，電路處于采樣狀態(tài)。電容迅速充電或放電到在采樣時刻的電壓值。電子模擬開關AS每隔 秒短暫閉合一次，將輸入信號接通，實現(xiàn)一次采樣。如果開關每次閉合的時間為秒，那么采樣器的輸出將是一串重復的、周期為、寬度為的脈沖，而脈沖的幅度則是重復地在這段時間內的信號幅度。電子模擬開關AS的閉合時間應滿足使有足夠的充電或放電時間即采樣時間。顯然采樣時間越短越好，因而應用阻抗變換器I，它在輸入端呈高阻抗，而輸出阻抗很低，使上的電壓能迅速跟蹤值。電子模擬開關As打開時，電容上保持著AS打開瞬間的電壓值，電路處于保持狀態(tài)。同樣，為了提高保持能力，電路中應用了另一個阻抗變換器，它對呈現(xiàn)高阻抗。而輸出阻抗很低，以增強帶負載能力。阻抗變換器可由運算放大器構成。 采樣保持電路原理。為采樣脈沖寬度，又為采樣周期(或稱采樣間隔)。2．對采樣保持電路的要求 高質量的采樣保持電路應滿足以下兒點：（1）使電容上電壓按一定的精度跟蹤上所需的最小采樣寬度(或稱截獲時間)，對快速變化的信號采樣時，要求盡量短，以便可用很窄的采樣脈沖，這樣才能準確地反映某一時刻的值；（2）保持時間要長；（3）模擬開關的動作延時、閉合電阻和開斷時的漏電流要小。上述（1）和（2）兩個指標一方面決定于所用阻抗變換器的質量，另一方面也和電容器的質量有關。就截獲時間而言，越小越好；但就保持時間而言，則越大越好。因此應根據使用場合的特點，在兩者之間權衡后選擇合適的值。 采樣保持過程示意圖 采樣方式簡略介紹在數(shù)字保護中使用的以相等時間間隔為采樣周期的采樣方式。假設輸入信號為帶限信號（已通過理想低通濾波器），使用的采樣頻率滿足采樣定理的要求。根據采樣點的位置以及采樣時間間隔與輸入波形在時間上的對應關系，采樣方式可以分為異步采樣和同步采樣。（1）異步采樣。異步采樣也稱定時采樣。等間隔周期永遠保持固定不變，即=常數(shù)。零序電流保護中的采樣頻率通常取為電力系統(tǒng)工頻的整數(shù)倍N，但電力系統(tǒng)運行中，基頻可能發(fā)生變化而偏離工頻，事故狀態(tài)下偏離甚至很嚴重。這時采樣頻率相對于基頻不再是整數(shù)倍關系，即采樣脈沖和輸入信號位置發(fā)生異步。這種采樣方式會給許多算法帶來誤差。 （2）同步采樣。目前微機繼電保護中主要采用跟蹤采樣。跟蹤采樣的采樣周期不再恒定，而是使采樣頻率跟蹤系統(tǒng)基頻的變化，始終保持為不變整數(shù)。N的恒定通常是通過硬件或軟件測取基頻的變化，然后動態(tài)調整采樣周期來實現(xiàn)。采用跟蹤采樣技術后，數(shù)字濾波及一些算法能徹底消除基頻波動引起的計算誤差，從而能在基頻偏離工頻很大時準確地取出當時系統(tǒng)的基頻分量、諧波分量或序分量，這是模擬繼電跟蹤采樣，其采樣頻率不再是一個常數(shù)。定義當信號基頻為工頻時的采樣頻率為中心采樣頻率。當系統(tǒng)頻率發(fā)生變化時，采樣頻率自動在上下波動。因為為不變的整數(shù)，習慣上用N作為采樣頻率高低的指標，并稱之為每基頻周期N點采樣。異步采樣的為常數(shù)，通常取為工頻的整倍數(shù)，稱之為每工頻周期N點采樣，這時總是有成立。繼電保護原理絕大多數(shù)基于多個輸入信號，譬如等。多通道采樣就是在每一個采樣周期里對這些通道的量全部采樣。 按照對各通道信號采樣的相互時間關系，可有3種采樣方式。（1）同時采樣。在每一個采樣周期對所有需要采樣的各個通道的量在同一時刻一起采樣叫同時采樣。一般情況下，保持各個(或某些個)輸入離散化的同時性對微機繼電保護才有意義。同時采樣的實施技術有兩種：一種是每一個通道都設置A／D轉換器，采樣后同時進行A／D轉換。由于A／D轉換器價格較貴，功耗較大，這樣在經濟上不合適。另一種廣為流行的方案是全部通道合用一個A／D轉換器，同時采樣，依次A／D轉換。（2）順序采樣。在每一個采樣周期內，對上一個通道完成采樣及A／D轉換后，再開始對下一個通道進行采樣叫順序采樣。順序采樣必然會給各通道采樣值帶來時間差。由于目前采用的采樣器與A／D轉換器的速度遠大于系統(tǒng)基波變化速度，所以順序采樣是利用這種快速性來近似地滿足同時性。當然，這只適合采樣從A／D轉換速度高，并且對同時性要求不高的場合。順序采樣的優(yōu)點是只需一個公用的采樣保持器，并且對其技術要求低。目前，采樣及A/D轉換板幾乎都是工作在順序采樣方式。 同時采樣、同時A/D轉換 同時采樣、依次A/D轉換（3）分組同時采樣。將所有輸入通道分成若干組，組內各通道同時采樣，組間人為地增加一時延再開始采樣叫分組采樣。有許多保護原理要求對電壓或電流相量旋轉一個小的角度。在微機繼電保護中，可以通過合適的輸人量增加某個時延再進行采樣來實現(xiàn)。如對電流量需要順時針旋轉一個小角度時，可將電流量看成一組，該組的采樣時刻略比電壓組延遲一點即達到目的。這種做法雖然會帶來額外時延，但能大幅度減少計算量和簡化軟件結構，不過此法顯然只適用于旋轉角度很小的情況；否則延時太大，將延誤保護的動作。、依次A/D轉換第6章 基于單片機的零序電流保護的實現(xiàn) 概述零序電流保護的硬件由數(shù)據采集系統(tǒng)、MCU主系統(tǒng)、開關量輸出系統(tǒng)，數(shù)據顯示系統(tǒng)等組成。 單片機保護裝置原理圖 單片機數(shù)據采集構成通道限壓電路低通有源濾波器互感器與變換器數(shù)據采集系統(tǒng)又稱模擬量輸入系統(tǒng)，它的作用是將互感器側輸出的電壓、電流等模擬量經過隔離、采樣、A／D轉換等步驟轉化為計算機能接受與識別的數(shù)字量，然后經過CPU主系統(tǒng)進行數(shù)據處理與運算，開關量輸出輸入系統(tǒng)的作用主要是輸出跳閘、信號等信息。本文的裝置共有8路數(shù)據采集輸入，其中的一路見圖。該系統(tǒng)中，共有3個部分組成：互感器與變換器、低通有源濾波器、限壓電路。 信號預處理電路互感器與變換器分別包括電流和電壓?；ジ衅鞯淖饔檬遣杉妇€上的電流和電壓，并將其轉換成單片機可接受的電流和電壓值。 電網上采集的電流電壓有高次諧波，不利于軟件求出電流平均值，因此要加低通有源濾波器。 濾波電路由于STC89C52的容許電壓是5V，而電網電流可能產生瞬時脈動而造成單片機的燒毀，因而要有一限壓電路。 限壓電路，因二極管的存在，輸入A/D轉換器的電壓被限制在5 V以下。同時兩個電阻產生分壓效果。當電壓過高，會使二極管導通，輸入A/D轉換器的電壓會限制在5V。 開關量輸出電路開關量輸出電路是跳閘合閘信號的通道，高電平有效。 開關量輸出 系統(tǒng)顯示構成通道液晶顯示的原理是利用液晶的物理特性，通過電壓對其顯示區(qū)域進行控制，有電就有顯示，這樣即可以顯示出圖形。液晶顯示器具有厚度薄、適用于大規(guī)模集成電路直接驅動、易于實現(xiàn)全彩色顯示的特點，目前已經被廣泛應用在便攜式電腦、數(shù)字攝像機、PDA移動通信工具等眾多領域。在微機系統(tǒng)中可以運用目前已經廣泛應用的1602字符型LCD，以下是QC1602的簡介(1)1602LCD主要技術參數(shù)：顯示容量:162個字符芯片工作電壓:—工作電流:()模塊最佳工作電壓: 字符尺寸:(WH)mm(2)引腳功能說明1602LCD采用標準的14腳（無背光）或16腳（帶背光）接口，各引腳接口說明如表61所示:表61 引腳說明編號符號引腳說明編號符號引腳說明1VSS電源地9D2數(shù)據2VDD電源正極10D3數(shù)據3VL液晶顯示偏壓11D4數(shù)據4RS數(shù)據/命令選擇12D5數(shù)據5R/W讀/寫選擇13D6數(shù)據6E使能信號14D7數(shù)據7D0數(shù)據15BLA背光源正極8D1數(shù)據16BLK背光源負極(3)1602LCD的指令說明及時序 1602液晶模塊內部的控制器共有11條控制指令，如表62所示：表62 控制指令序號指令RSR/WD7D6D5D4D3D2D1D01清顯示00000000012光標返回000000001*3置輸入模式00000001I/DS4顯示開/關控制0000001DCB5光標或字符移位000001S/CR/L**6置功能00001DLNF**7置字符發(fā)生存貯器地址0001字符發(fā)生存貯器地址8置數(shù)據存貯器地址001顯示數(shù)據存貯器地址9讀忙標志或地址01BF計數(shù)器地址10寫數(shù)到CGRAM或DDRAM）10要寫的數(shù)據內容11從CGRAM或DDRAM讀數(shù)11讀出的數(shù)據內容芯片時序表如表63：表63 時序表讀狀態(tài)輸入RS=L，R/W=H，E=H輸出D0—D7=狀態(tài)字寫指令輸入RS=L，R/W=L，D0—D7=指令碼，E=高脈沖輸出無讀數(shù)據輸入RS=H，R/W=H，E=H輸出D0—D7=數(shù)據寫數(shù)據輸入RS=H，R/W=L，D0—D7=數(shù)據，E=高脈沖輸出無 基于單片機的零序電流保護軟件部分 主程序流程圖圖 中斷子程序流程圖見附錄1總結與論文展望畢業(yè)設計雖然是一種綜合訓練，但它絕不是針對某一門課程，而是針對本專業(yè)的要求所進行的更為全面的綜合訓練。它對于我們學生來說既有綜合性，又有探索性，它主要側重于理論知識的靈活運用。畢業(yè)設計要求我們在老師的指導下獨立進行查閱資料，設計方案與組織實驗等工作，并寫出報告。這類實驗對于提高我們的素質和科學實驗能力非常有益，為以后從事電氣類的設計工作打下基礎。通過這次畢業(yè)設計我得到了很好的學習和鍛煉，實際的工作能力得到了提高。在老師的輔助和啟發(fā)下獨立的完成了整個畢業(yè)設計。懂得了實踐和理論的相結合，為以后走向工作崗位做好準備本次畢業(yè)設計根據設計任務，提出了并且論證了設計方案，詳細地闡述了電力系統(tǒng)零序電流保護實現(xiàn)方法以及基于單片機的零序電流保護方案，設計中充分利用了系統(tǒng)的硬件和軟件資源，實現(xiàn)了各個模塊的協(xié)調控制，提高了系統(tǒng)的可靠性和通用性。此次畢業(yè)設計讓我對STC89C52單片機有了一個詳細的了解，讓我學會了如何從程序的編寫到程序的導入在到運行，而這其中也有好多坎坷，單片機的COM口錯誤、接線故障、程序編寫的錯誤都很有可能導致程序運行出現(xiàn)問題，而正是這些問題能夠使你在其中更好的去了解單片機的使用。讓我脫離純理論的學習，真正在實踐中融入理論基礎，提高了我的綜合實踐能力。參考文獻[1]賀家李，宋從矩編《電力系統(tǒng)繼電保護原理（增訂版）》[M]。[2]華中工學院,《電力系統(tǒng)繼電保護原理與運行》[M]，水利電力出版社1981。[3]黃松清，電氣工程基礎講稿[M]，安徽工業(yè)大學。[4]許建安，電力系統(tǒng)微機繼電保護[M]，中國水利水電出版社，[5]Study on zerosequence current distribution characteristics in Low Resistance Grounding mode. South China University of Technology, Guangzhou 510641, China。[6] GroundFault protection based on active ponent of zerosequence current in resistance neutral grounded distribution systems ,Department of electrical engineering, China University of Mining amp。 Technology , XuZhou,JiangSu Province,China。[7]張毅剛，劉杰 單片機原理與應用[M]，哈爾濱工業(yè)大學出版社。[8]STC89C52RD使用手冊[M][9]周荷琴，吳秀清 微型計算機原理與接口技術[M]，中國科學技術大學出版社。[10]凌志浩，張建正 AT89C52單片機原理與接口技術[M]，高等教育出版社。致 謝在論文完成之際，我要向多年來一直關心、支持我的人表達我最真誠的謝意！謹此向我的導師黃松清老師以致衷心的感謝和崇高的敬意！本論文的每一階段工作都是在老師的悉心指導下完成的。他以敏銳的洞察力、淵博的知識、嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度、精益求精的工作作風和對科學的獻身精神給我留下了刻骨銘心的印象，這些使我受益匪淺，并將成為我終身獻身科學和獻身事業(yè)的動力。在大學四年里，老師們不僅為我創(chuàng)造了優(yōu)越的科研和學習環(huán)境，使我得以在電氣工程領域中自由翱翔，同時在思想上、人生態(tài)度和意志品質方面給予了諄諄教誨，這些必將激勵我在今后的人生道路上奮勇向前。衷心的感謝我的父母和其它親朋好友對我的關心、支持和理解，沒有他們對我的關心、鼓勵和支持，我無法完成現(xiàn)在的本科學業(yè)。最后，感謝評審老師和所有答辯組成員。衷心地感謝為評閱本論文而付出寶貴時間和辛勤勞動的老師們！