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微机继电维护原理

2017-07-10 22:46分类:电工基础知识 阅读:

 

1.概述
  继电维护是联络着电力体系安全作业的要害。继电维护技能的翻开大致分为四个前史时期:电磁型、晶体管型(又称半导体型或分立元件型)、集成电路型、微型核算机型。如今,跟着微电子技能的翻开,微机型继电维护技能的运用已越来越广泛。
  与传统的继电维护技能比照,微机继电维护首要有以下的利益:
  (1)改进和跋涉继电维护的动作特性和功用;
  (2)牢靠性大为跋涉;
  (3)内部编程软接线的办法大大下降了电气二次线路的凌乱性;
  (4)能够充沛运用CPU的本钱,结束别的丈量、处理、通讯等功用;
  (5)微机特有的回想存槠功用能极好的结束缺陷回想,跋涉作业处理功率;
  (6)自检才调强,能够省去每年花费许多人力物力而有必要去做的继电维护防止性实验,能够确保出产的接连作业;
  (7)拓宽才调强。
  2.微机型继电维护设备的硬件构成
  2.1微机继电维护设备典型硬件构造
  微机型继电维护设备是微机操控技能的运用实例之一。它是以微处理器(单片机)为基地,配以输入、输出通道,人机接口和通讯接口等。
  2.2微机维护设备的输入输出通道
  微机维护的输入通道分为仿照量输入通道和开关量输入通道,输出通道首要为继电器逻辑回路。输入通道首要结束电力体系的电压、电流信号的搜集和一次设备的状况量搜集(比方断路器的作业状况);而输出通道首要结束维护跳闸信号、告警信号的输出。
  2.2.1仿照量输入通道
  如今,微机维护的仿照量搜集均选用沟通采样技能。仿照量输入通道首要由仿照量输入改换回路、低通滤波器、采样和A/D改换器等几个环节构成。
  2.2.1.1仿照量输入改换回路
  由一次回路的CT、PT的二次侧输入至微机维护器的信号,一般数值较大,不适宜内部A/D改换的电平恳求(一般A/D改换回路的输入电压计划为±2.5V、±5V或±10V)。仿照量输入改换回路的首要使命便是便是将输入的电量进一步改换,将二次电量值变得更小,一同将电流骤变为电压量,以适宜内部A/D改换的恳求。一同,该改换回路还起着阻隔外部搅扰的效果。
  计划仿照量输入改换回路要留神的几点:①要确保各电流改换器之间、各电压改换器之间及电流、电压改换器之间的一次、二次侧相位移坚持一同;②改换器的铁芯磁导率要挑选稳妥,确保作业的线性计划;③改换器自身的损耗要小;④要确保在最大短路电流下,改换器的输出不使A/D发作溢出。
  2.2.1.2低通滤波器及采样
  因为核算机处理的是离散的时刻信号,故输入的接连仿照量有必要要被采样为离散的仿照量。一同,要使采样值能精确无误的反映输入的仿照量,采样频率有必要遵从必定的恳求,即采样频率有必要大于初始输入信号中最高频率重量的频率的2倍,这便是采样定理。不然,采样信号将呈现频率混叠,不能实在反映初始输入信号。
  体系的缺陷电流、电压信号中一般富含许多高频重量。而多见的微机维护原理大多是依据工频量的。这么,为了防止不用要的举高采样频率,一般微机维护器中都设置了前置低通滤波器。图2-2描写了低通滤波器的志趣频率照料。图中,fc为滤波器的截止频率,是查询低通滤波器的一个首要政策。
2.2.1.3 A/D改换
  因为核算机只对离散的数字量进行处理,则采样得到的离散的仿照量还要进一步改换为离散的数字量。结束这一使命的环节即为A/D改换器(模/数改换器)。模数改换进程的本质便是对仿照信号进行量化和编码的进程。
  依据A/D改换的原理和特征的纷歧样,可将A/D改换分为直接改换和直接改换两大类。多见的直接改换有逐次迫临式A/D、计数式A/D等;直接改换有积分式A/D、V/F式A/D等。至于各种A/D的原理,这儿就不在细述。
  2.2.2数字量输入输出通道
  数字信号的输入输出,首要关于于微机维护器的人机接口和各种告警信号、跳闸信号及电度脉冲等。为防止外部搅扰的窜入,一般在输入输出回路中均选用光电阻隔办法。
  2.3 微机维护设备的数字基地
  微机维护设备的数字基地一般由CPU、存储器、守时器/计数器、Wachdog等构成。如今数字基地的干流为嵌入式微操控器(MCU),即一般所说的单片机。MCU一般以某一微处理器内核为基地,芯片内部集成了RAM、ROM、总线、总线逻辑、守时/计数器、WachDog、I/O、串行口、A/D、D/A等各种必要的功用和外围设备、电路。一般一个系列的单片机具有多种衍出商品,它们的微处理器内核都相同,纷歧样的是存储器和外设的装备及封装。这么能够使单片机最大极限的和运用相匹配,然后下降本钱和功耗。多见的MCU有MCS-51、MCS-196/296、C166/167、68300等等。
  跟着微电子技能的翻开,一些功用更为健旺、数字信号处理才调更强的数字基地将变成微机维护设备晋级的必定趋势。有代表性的是嵌入式DSP处理器(EDSP)和嵌入式片上体系(ESOC)。
  3.微机维护的算法根底
  微机维护设备依据模数改换器供给的电气量的采样值进行剖析、运算和逻辑差异,以结束各种继电维护功用的办法变成算法。微机算法可分为两类。一类是由输入的采样点得出继电维护所必需的电气量的各要素,如正弦量的幅值、频率和相角;另一类是以方程和逻辑的办法结束继电维护的动作特性。评核算法好坏的规范是精度和速度。算法的速度包含两方面:一是算法所恳求的采样点数(数据窗长度),二是算法的作业量。别的,为了确保信号的精确性,相应的数字滤波也对错常必要的。
  关于求取电气量的各要素的算法,首要有:①两点乘积算法;②导数算法;③积分算法;④傅式算法;⑤最小二乘法。其间,以傅式算法运用较为广泛。该算法的数据窗长度为一个周波,且关于高频重量的滤波才调较强,但关于非周期重量致使的低频重量的按捺才调较差。关于偏移度较高的短路缺陷,可在傅式算法前加一数字滤波(如差分滤波),来削弱非周期重量的影响。
  4.微机维护设备的电磁兼容性规范
  微机维护设备的电磁兼容性(EMC)联络到设备动作的牢靠性和寿数。下面所列的是如今国内较为通用的电磁兼容性规范,也是微机维护设备做静模实验应遵从的首要规范。

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