【正文】 ，以保證出口繼電器均不動作；初始化 DSP 采樣定時器，控制采樣間隔時間等。如圖 軟件整體流程圖主程序模塊主程序模塊包括初始化、全面自檢、開放中斷與等待中斷、數(shù)據(jù)傳輸通信等環(huán)節(jié)。本科生課程設(shè)計（論文)22 程序總框圖如圖 4．1 所示軟件整體流程圖。零序保護不經(jīng)振蕩閉鎖，只受啟動元件的控制?？捎煽刂谱挚刂剖欠窦铀?II、III 段。裝置采用了多單片機并行工作的方式，配置了兩個 CPU 插件，分別完成零序保護及重合閘，另外配置了一塊接口板，完成對各保護 CPU 插件的巡檢、人機對話和與系統(tǒng)微型機連機等功能。 圖 電源模塊原理圖第 4 章 軟件設(shè)計 軟件結(jié)構(gòu)分析概述110KV 輸電線路零序電流保護裝置是由 P89C51RD 單片機實現(xiàn)的兩 CPU 線路保護裝置。本設(shè)計采用的逆變穩(wěn)壓電源的輸入電壓為直流220V，其輸出有5V，供微型機系統(tǒng)使用，177。 電源模塊保護系統(tǒng)對電源要求較高，通常這種電源是逆變電源，即將直流電逆變?yōu)榻涣麟姡侔呀涣麟娬鳛槲⑿蜋C系統(tǒng)所需的直流電壓。 圖 輸出量光耦電路(只畫出一路）輸出量光耦電路原理為：6JB24為輸出總控制端口，只用當(dāng)該端口輸入為“0”，與非門， U1A輸出“1”時，整個開關(guān)量輸出電路才能正常工作，否則，當(dāng)該端口輸入為“1”時，各開關(guān)量輸出端口經(jīng)與非門后均為“1”，光電耦合器不導(dǎo)通，回路被閉鎖。另外，任何一路的輸出均由兩個信號通過與非門產(chǎn)生的控制信號所控制，這樣就可以有效地抑制干擾產(chǎn)生的誤動，可也以在裝置出現(xiàn)故障的時候有效地實現(xiàn)閉鎖。通過采用光電耦合器與繼電器相結(jié)合的方法來實現(xiàn)出口信號的隔離與放大。因此，開關(guān)量輸出回路需要將CPU輸出的小信號放大為大功率信號，從而驅(qū)動斷路器。開關(guān)量輸出部分主要包括跳閘出口、重合閘出口以及各種信號出口等。如下圖為一簡單的輸出接線圖。 開關(guān)量輸出部分相對于開關(guān)量輸入，開關(guān)量輸出回路具有更加重要的地位。這樣，就可以將裝置的電源停掉，實現(xiàn)省電功能。本科生課程設(shè)計（論文)19 圖 開關(guān)量輸入回路(以 220V 的一路輸入量為例) 的原理為：6JA21為220V開關(guān)量控制1端口。在整體電路中，上面4路為220V開關(guān)量輸入電路，并配有兩路220V開關(guān)量監(jiān)視電路；下面4路為24V開關(guān)量輸入電路，配有兩路24V開關(guān)量監(jiān)視電路。這樣，開關(guān)量經(jīng)過光電耦合器后直接與保護DSP相應(yīng)的通用I／O口相連，光敏三極管的本科生課程設(shè)計（論文)18導(dǎo)通和截止完全反映外部接點的狀態(tài)，帶有電磁干擾的外部輸入回路與微型機電路之間沒有直接電的聯(lián)系，各種干擾信號不能進入微型機電路部分，從而達到抗干擾的目的。圖中二極管起保護作用，用于防止開關(guān)量輸入回路電源極性接反時將光電耦合器中的發(fā)光二極管反向擊穿，另一方面二極管還能夠加速繼電器的返回。 所示開關(guān)量通過光電隔離輸入電路圖。 開關(guān)量輸入部分在微機線路保護裝置中，通常需要采集斷路器狀態(tài)、隔離開關(guān)狀態(tài)和外部分、合閘等狀態(tài)信息，這些狀態(tài)量的采集都是以光電隔離方式輸入的，采用光電隔離的主要優(yōu)點是：輸入信號與輸出信號在電氣上完全隔離，抗干擾能力很強；無觸點，耐沖擊，壽命長，可靠性高；響應(yīng)速度快，易與邏輯電平配合使用。 開關(guān)量輸入輸出系統(tǒng) 開關(guān)量輸入輸出模塊開關(guān)量輸入輸出模塊包括開關(guān)量輸入回路和開關(guān)量輸出回路，是微型機保護裝置的重要組成部分，是連接外部強電和內(nèi)部弱電的主要通道，其核心是狀態(tài)信號的隔離輸入回路和動作信號的隔離輸出回路，主要完成外部開關(guān)量引入裝置進行處理和將裝置內(nèi)發(fā)出的開關(guān)信號引出到繼電器插件，從而驅(qū)動相應(yīng)的繼電器跳閘或告警，達到保護的功能。如果電流信號出現(xiàn)這種溢出情況，則出口短路可能會被計算成區(qū)外短路，導(dǎo)致拒動。本科生課程設(shè)計（論文)17對一般的 A/D 轉(zhuǎn)換器來說，如果輸入電壓超過所允許的最大值，就會出現(xiàn)平頂波，這種現(xiàn)象叫溢出，出現(xiàn)小部分平頂波溢出的危害并不是特別嚴重，因為在裝置得到采樣值后，還可以經(jīng)過數(shù)字濾波器來對平頂波進行修正，基波相位可以做到基本不受影響，對電流保護和阻抗保護的影響較小。如圖 為一個4 位數(shù)模轉(zhuǎn)換器的原理圖，更多位數(shù)的情況與此類似。數(shù)字量是用代碼按數(shù)位的組合起來表示的，每一位代碼都有一定的權(quán)，即代表一個具體數(shù)值。而是公用一個，中間是通過轉(zhuǎn)換開關(guān) MPX 切換，輪流由公用的 A/D 轉(zhuǎn)換成數(shù)字量后輸入給裝置。 圖 低通濾波器 多路轉(zhuǎn)換開關(guān)和模數(shù)轉(zhuǎn)換對反應(yīng)倆個電氣量以上的繼電保護裝置，都要求對各個模擬量同時采樣，以準(zhǔn)確地獲得各個量之間的相位關(guān)系，因而要對每個模擬輸入量設(shè)置一套電壓形成、抗混淆低通濾波器采樣保持電路。采樣頻率是指采樣周期的倒數(shù)，對保護系統(tǒng)而言，在故障剛發(fā)生時，電壓、電流信號中可能含有較高的頻率分量（如 2KHz 以上） ，為防止混淆，頻率將不得不用的很高，進而對硬件速度提出過高的要求。 圖 電壓輸入信號變換電壓的計算公式： ni122??RIULHLH 圖 電壓信號輸入本科生課程設(shè)計（論文)15 采樣保持和模擬低通濾波采樣保持電路，又稱 S/H 電路，其作用是在一個極短的時間內(nèi)測量模擬輸入量在該時刻的瞬時值，并在模擬一數(shù)字轉(zhuǎn)換器進行轉(zhuǎn)換的期間內(nèi)保持其輸出不變。其構(gòu)成圖 所示： 電壓形成電壓形成LPFLPFS/HS/H 多路轉(zhuǎn)換開關(guān)A/D串行接口CPUFLASHRAM并行接口定時器光電隔離光電隔離出口電路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) 微機系統(tǒng) 輸入\輸出系統(tǒng)通信人機對話開關(guān)輸入 圖 硬件機構(gòu)圖 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（模擬量輸入系統(tǒng)）主要包括電壓形成、模擬濾波、采樣保持（S/H） 、多路轉(zhuǎn)換（MPX）以及模數(shù)轉(zhuǎn)換（A/D） ，其功能為完成將模擬輸入量準(zhǔn)確地模擬量輸入本科生課程設(shè)計（論文)14轉(zhuǎn)換為所需的數(shù)字量，如圖 所示：電壓形成前置低通濾波采樣保持多路轉(zhuǎn)換器A/D轉(zhuǎn)換模擬信號輸入 圖 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) 電壓形成回路本文研究的 110KV 輸電線路零序電流保護裝置將由二次電流互感器轉(zhuǎn)換來的電流信號通過如圖 所示的電路轉(zhuǎn)換為 mA 級的電流信號；將由二次電壓互感器轉(zhuǎn)換來的電壓信號（100V）通過如圖 所示的電路也轉(zhuǎn)換為可供模數(shù)轉(zhuǎn)換部分時用的電壓，這樣做的優(yōu)點是可以使得元件小型化。一般常采用開關(guān)穩(wěn)壓電源或 DC/DC 電源模塊。③開關(guān)量（數(shù)字量）輸入/輸出系統(tǒng)，并行接口（PIA 或 PIO） 、光電隔離器件及有觸點的中間繼電器等組成，其功能為完成各種保護的出口跳閘、信號、外部接點輸入及人機對話及通信等功能。②主系統(tǒng)：處理器（CPU） 、只讀存儲器（ROM）或閃存內(nèi)存單元（FLASH） 、隨機存取儲存器（RAM） 、定時器、并行以及串行接口等。本科生課程設(shè)計（論文)3第 2 章 輸電線路零序電流保護整定計算 零序電流 Ι 段整定計算系統(tǒng)接線圖如圖 所示： 圖 系統(tǒng)接線圖一、計算各母線處正序（負序）和零序綜合阻抗 、?1Z0（1）當(dāng) 、 、 、 、 、 均投入運行時：1GT23T4G1 1AB 1BC 1CDT1G2 T2Z A B C DZZ ZZ Z Z 圖 、 、 、 、 、 均投入運行時等值正序（負序）網(wǎng)絡(luò)圖1234TT40AB 0BC 0CDT1T3T2Z A B C DZZZZ Z Z圖 　 、 、 、 、 、 均投入運行時等值零序網(wǎng)絡(luò)圖1G24本科生課程設(shè)計（論文)4B 母線：　 ????ABTGTGB ZZ1211/???? ????320)16/()0(　　　　　 /ABZ 8/4C 母線：　 　　　　　??511CC?8800BD 母線：　 　　　　　?9511DDZ?13000CZ（2）當(dāng) 、 、 、 、 投入運行時:1GT23TB 母線： ???? ??????? 320)16/()0(/121ABGGB ZZ　　　　　 ? 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