? 華意電力是一家專(zhuān)業(yè)研發(fā)生產(chǎn)微機繼電保護測試儀的廠(chǎng)家，本公司生產(chǎn)的微機繼電保護測試儀在行業(yè)內都廣受好評，以打造最具權威的“微機繼電保護測試儀“高壓設備供應商而努力。

? 自從微型機引入繼電保護以來(lái)，微機保護在利用故障分量方面取得了長(cháng)足的進(jìn)步，另一方面，結合了自適應理論的自適應式微機保護也得到較大發(fā)展，同時(shí)，計算機通信和網(wǎng)絡(luò )技術(shù)的發(fā)展及其在系統中的廣泛應用，使得變電站和發(fā)電廠(chǎng)的集成控制、綜合自動(dòng)化更易實(shí)現。未來(lái)幾年內，微機保護將朝著(zhù)高可靠性、簡(jiǎn)便性、通用性、靈活性和網(wǎng)絡(luò )化、智能化、模塊化等方向發(fā)展，并可以與電子式互感器、光學(xué)互感器實(shí)現連接；同時(shí)，充分利用計算機的計算速度、數據處理能力、通信能力和硬件集成度不斷提高等各方面的優(yōu)勢，結合模糊理論、自適應原理、行波原理、小波技術(shù)等，設計出性能更優(yōu)良和維護工作量更少的微機保護設備。

微機保護硬件系統包含以下四個(gè)部分?

（l）數據采集單元即模擬量輸入系統。包括電壓形成、模擬濾波、采樣保持、多路轉換以及模數轉換等功能塊，完成將模擬輸入量準確地轉換為所需的數字量。?

（2）數據處理單元即微機主系統。包括微處理器，只讀存儲器、隨機存取存儲器以及定時(shí)器等。微處理器執行存放在只讀存儲器中的程序，對由數據采集系統輸入至隨機存取存儲器中的數據進(jìn)行分析處理，以完成各種繼電保護的功能。?

（3）數字量輸入／輸出接口即開(kāi)關(guān)量輸入輸出系統。包括若干并行接口，光電隔離器及中間繼電器等組成，以完成各種保護的出口跳閘，信號警報，外部接點(diǎn)輸入及人機對話(huà)等功能。?

（4）通信接口。包括通訊接口電路及接口以實(shí)現多機通訊或聯(lián)網(wǎng)。

微機保護硬件各子系統電路構成原理

數據采集單元?

（l）電壓形成?

? 微機保護要從被保護設備的電流互感器、電壓互感器或其它變換器上取得信息，但這些互感器的二次數值的輸入范圍對微機電路并不適用，故需要降低和變換，在微機保護中通常要求輸入信號為±5V或±10V的電壓信號，具體取決于所用的模數轉換器。因此，一般采用中間變換器來(lái)實(shí)現以上的變換。交流電流的變換一般采用電流中間變換器并在其二次側并電阻以取得所需的電壓。

? 如圖1所示，此外，這些中間變換器還起到屏蔽和隔離的作用，提高了保護的抗干擾能力和可靠性。?

圖1

（2）采樣保持（S／H）電路及采樣頻率的選擇?

? 采樣保持電路的作用是在一個(gè)極短的時(shí)間內測量模擬輸入量在該時(shí)刻的瞬時(shí)值，并在模擬數字轉換器進(jìn)行轉換的期間內保持其輸出不變。?

（3）模擬低通濾波器（ALF）?

? 濾波器是一種能使有用頻率信號通過(guò)，同時(shí)抑制無(wú)用頻率信號的電路。隨著(zhù)數字處理技術(shù)的發(fā)展，除了模擬濾波器之外，還出現了數字濾波器。?

? 對微機保護系統來(lái)說(shuō)，在故障初瞬，電壓、電流中可能含有相當高的頻率分量，為防止頻率混疊，fs將不得不用得很高，從而對硬件速度提出過(guò)高的要求。但實(shí)際上目前大多數的模擬微機保護原理都是反映工頻量的，在這種情況下可以在采樣前用一個(gè)模擬低通濾波器將高頻分量濾掉，這樣就可以降低fs，從而降低對硬件提出的要求。以后我們將介紹，由于數字濾波器的作用，通常并不要求低通濾波器濾掉所有的高頻分量而僅用它濾掉fs／2以上的分量，以消除頻率混疊，防止高頻分量混到工頻附近來(lái)。低于fs／2的其它暫態(tài)頻率分量，可以通過(guò)數字濾波來(lái)濾除。還應當指出，電流互感器、電壓互感器對高頻分量已有相當大的抑制作用，因此，不必對抗混疊的低通模擬濾波的頻率特性提出很?chē)栏竦囊蟆ＤM低通濾波器通常可分為兩大類(lèi)，一類(lèi)是無(wú)源濾波器，由RLC元件構成；另一類(lèi)是有源濾波器，主要由集成運算放大器和RC元件構成。?

（4）模數轉換器（A／D轉換器）?

? 在微機保護中，常需將檢測到的連續變化的模擬量如轉化成離散的數字量，才能輸入到單片微機中進(jìn)行處理。實(shí)現模擬量變換成數字量的設備稱(chēng)為模數轉換器（ADC），簡(jiǎn)稱(chēng)?A／D。?

? 根據?A／D轉換器的原理可將其分成兩大類(lèi)。一類(lèi)是直接型?A／D轉換器，另一類(lèi)是間接型?A／D轉換器。在直接型A／D轉換器中，輸入的模擬電壓被直接轉換成數字代碼，不經(jīng)任何中間變量；在間接型?A／D轉換器中，首先把輸入的模擬電壓轉換成某種中間變量（頻率），然后再把這個(gè)中間變量轉換成數字代碼輸出。目前A／D轉換器的種類(lèi)很多，但應用較廣泛的主要有三種類(lèi)型。逐次逼近式A／D轉換器、雙積分式A／D轉換器和?VFC變換式?A／D轉換器。

繼電保護技術(shù)是向著(zhù)計算機化、智能化和數據通信一體化的方向發(fā)展。隨著(zhù)計算機硬件的快速發(fā)展。電力系統對微機保護的要求也在不斷的提高當中，繼電保護裝置應該具有大容量的數據的長(cháng)期存放的一個(gè)空間，這樣才能夠做到需要的時(shí)候快速處理這些數據，：還要有強大的通信能力，這樣能夠與其他保護和控制的裝置來(lái)共享所有數據的信息，使得繼電保護裝置能夠具備計算機的所欲功能。為了保證整個(gè)電力系統能夠安全運行，各個(gè)保護單元要能夠協(xié)調工作，所以，實(shí)現微機保護裝置的網(wǎng)絡(luò )化是勢在必行的。大量電纜的投資很大，使得二次回路很復雜，但是如果利用數據通信一體化的計算機裝置安裝保護設備，通過(guò)計算機網(wǎng)絡(luò )可以免除大量的控制電纜。

研究和實(shí)踐證明，與傳統的繼電保護相比較，微機保護有許多優(yōu)點(diǎn)，其主要特點(diǎn)如下：??

1．改善和提高繼電保護的動(dòng)作特征和性能，動(dòng)作正確率高。主要表現在能得到常規保護不易?獲得的特性；其很強的記憶力能更好地實(shí)現故障分量保護；可引進(jìn)自動(dòng)控制、新的數學(xué)理論和技術(shù)，如自適應、狀態(tài)預測、模糊控制及人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )等，其運行高正確率也已在實(shí)踐中得到證明。??

2．可以方便地擴充其他輔助功能。如故障錄波、波形分析等，可以方便地附加低頻減載、自動(dòng)重合閘、故障錄波、故障測距等功能。??

3．工藝結構條件優(yōu)越。體現在硬件比較通用，制造容易統一標準；裝置體積小，減少了盤(pán)位數量；功耗低。

? 我國從7O年代末即已開(kāi)始了計算機繼電保護的研究，高等院校和科院起著(zhù)先導的作用。華中理工大學(xué)、東南大學(xué)、華北電力學(xué)院、西安交通大學(xué)、天津大學(xué)、上海交通大學(xué)、重慶大學(xué)和南京電力自動(dòng)化研究院都相繼研制了不同原理、不同型式的微機保護裝置。1984年原華北電力學(xué)院研制的輸?電線(xiàn)路微機保護裝置首先通過(guò)鑒定，并在系統中獲得應用，揭開(kāi)了我國繼電保護發(fā)展史上新的一頁(yè)，為微機保護的推廣開(kāi)辟了道路。在主設備保護方?面，東南大學(xué)和華中理工大學(xué)研制的發(fā)電機失磁保護、發(fā)電機保護和發(fā)電機、壓器組保護也相繼于1989、1994年通過(guò)鑒定，投入運行。南京電力自動(dòng)化研究院研制的微機線(xiàn)路保護裝置也于1991年通過(guò)鑒定。天津大學(xué)與南京電力自動(dòng)化設備廠(chǎng)合作研制的微機相電壓補償式方向高頻保護，西安交通?大學(xué)與許昌繼電器廠(chǎng)合作研制的正序故障分量方向高頻保護也相繼于1993、1996年通過(guò)鑒定。至此，不同原理、不同機型的微機線(xiàn)路和主設備保護各具特色，為電力系統提供了一批新一代性能優(yōu)良、功能齊全、工作可靠的繼電保護裝置。可以說(shuō)從90年代開(kāi)始我國繼電保護技術(shù)已進(jìn)入了微機保護的時(shí)代。隨著(zhù)微機保護裝置的研究，在微機保護軟件、算法等方面也取得了很多理論成果，并且應用于實(shí)際之中。

? 隨著(zhù)電力系統的高速發(fā)展和計算機技術(shù)、通信技術(shù)的進(jìn)步，繼電保護技術(shù)面臨著(zhù)進(jìn)一步發(fā)展的趨勢。國內外繼電保護技術(shù)發(fā)展的趨勢是計算機化，網(wǎng)絡(luò )化，保護、控制、測量、數據通信一體化和人工智能化，這對繼電保護工作者提出了艱巨的任務(wù)，也開(kāi)辟了活動(dòng)的廣闊天地。總之，微機保護必將隨著(zhù)各種技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展呈現更新的特征，也將獲得更廣泛的應用。