《微机保护》PPT课件
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微机保护1
1)顺序结构 • 如图所示的一次中断服务流程中，将功能 1，2，…，N完全 按顺序执行一遍。 • 这种结构的特点是流程较清晰，N个功能的地位完全相同，不 突出任何一个功能。 • 要求N个功能的执行时间之和小于中断服务程序被允许执行的 时间(如采样间隔)。 • 当微型机的运行速度较快，尤其是结合DSP技术后，完全可以 采取顺序结构的方法来实现继电保护的功能。
4.程序流程的基本结构 • 微机保护的程序结构与微型机的运行速度、功能的构成等 诸多因素有较大关系，可以有多种多样的实现方案。在微 机保护中，定时中断通常是最主要的中断方式。以其为例， 下面介绍三种典型的流程结构。 • 在每次执行定时中断服务程序的过程中，可能会因运行条 件的不一样，引起执行的时间有长有短，但是，必须保证 最长的定时中断服务程序所执行的时间一定要小于采样间 隔时间TS，并留有一定的时间裕度。否则，将造成微型机 还没有从中断返回时，又出现一次中断，导致微型机工作 紊乱，无法正常工作。
当K1接通，PA0=0 当K1断开，PA0=1
装置外部接点与微机连接的接线图
三、微机保护的算法
-----是保护的数学模型，是微机保护工作原理的数学表达式， 也是编制微机保护计算程序的依据。 ----- 微机保护的硬件是共同的，保护的特性与功能主要由软 件（计算程序）所决定。 • 核心问题 算出可表征被保护对象运行特点的物理量，如电压、 电流的有效值和相位等，或者算出它们的序分量，或基波 分量，或某次谐波分量的大小和相位等。
频率混叠示意图
设被采样信号x(t)中含有的最高频率为fmax，现将x(t)中这一成分xfmax(t)单独 画在图(a)中。从图(b)可以看出，当fS=fmax时，采样所看到的为一直流成分； 而从9-3(c)看出，当fS略小于fmax 时，采样所得到的是一个差拍低频信号。也 就是说，一个高于 fS/2 的频率成分在采样后将被错误地认为是一低频信号， 或称高频信号“混叠”到了低频段。显然，在满足奈奎斯特定理后，将不会出 现这种混叠现象。
微机保护算法.ppt
的电阻和电抗分量，即
R U m cos u1i1 u2i2 (u1i2 u2i1 )cosTs
Im
i2 1
i2 2
2i1i2
cosTs
(8-30)
X U m sin (u1i2 u2i1 )sinTs
Im
i2 1
i2 2
2i1i2
cosTs
(8-31)
（2）通用微处理器
（3）数字式信号处理器（DSP）
2.模拟量输入（AI）接口部件 继电保护的基本输入电量是模拟性质的电信号。一次
系统的模拟电量可分为交流量、直流量以及各种非电量。 它们经过各种互感器转变为二次电信号，再由引线端子进 入微机保护装置。这些由互感器输入的模拟电信号还要正 确地变换成离散化的数字量。
1
s in kTs cosksTs
arctg
tg
kTs
2
arctg tg( kTs) 1 2 fkTs （8-4）
2 2 2
式中 2f , f 为输入信号频率； TS为采样周期，TS＝1/ƒs，
ƒs为采样频率，通常要求ƒs为基波频率ƒ1的整数倍，即ƒs=Nƒ1，
(8-26)
同 理 ， 由 式 (8-22) 与 式 (8-23) 相 减 消 去 ωtk 项 ，
得
UmIm
sinFra biblioteku1i 2 u 2i1 sin Ts
(8-27)
在式(8-26)中，如用同一电压的采样值相乘，或用同一 电流的采样值相乘，则 ＝0，此时可得
Um2
u1 2
u2 2 2u1u2
sin2 Ts
微机保护.ppt
1 微机保护装置的硬件构成
微机保护的硬件组成部分
数据采集系统
CPU主系统
输入、输出系统
人机接口与通讯系统
电源系统
电 力 系 统
信号处理
采样及 A/D转换
跳闸信号
CPU
运 行 人 员
打印机
主 系 统
键盘、鼠标
微机保护硬件构成示意图
1 微机保护装置的硬件构成
数据采集系统
以A/D转换器为核心的数据采集系统
6 模数转换器
逐次逼近式A/D 的原理
U s r
D / A
U R
U i
+
控 制 器
比 较 器
数 字 设 定 器
数 字 量 输 出
6 模数转换器
4位A/D的逐次逼近法
第一次设定数字量 1000
第二次设定数字量
UA>Usr 1100
UA<Usr 0100
第三次设定数字量
UA>Usr 1110
UA<Usr 1010
数 据 采 集 系 统 1
高频保护 单片机
综合重合闸 单片机 跳闸
模拟量输入
数 据 采 集 系 统 2 零序电流保护 距离保护 单片机
逻 辑
信号
零序电流保护 单片机
多CPU微机保护硬件逻辑图
1 微机保护装置的硬件构成
开关量输入、输出系统
主要完成外部接点输入计算机，各种保护的 出口跳闸、信号报警和人机对话等功能。 微机保护的人机接口由键盘、液晶显示器、 打印机等构成。 通信系统使得微机保护与综合自动化系统通 信，实现远程监控。
模 拟 量 输 入
《微机保护程序流程》课件
信息加密
加密技术用于保护敏感数据， 使其在传输和存储过程中不 被窃取或篡改。
，保护计算机内存免受 恶意软件的攻击。
系统调用过滤
通过限制系统调用的使用，防止恶意软件利用 系统资源执行非法操作。
反调试技术
应用反调试技术来防止调试工具对计算机程序 的分析和修改。
Protection Im p lem entation
《微机保护程序流程》PPT课件
# 微机保护程序流程 ## 1. Introduction - 什么是微机保护程序？ - 为什么需要微机保护程序？
Protection Mechanisms
Physical Protection
Physical mechanisms like locks, biometrics, and surveillance are employed to prevent unauthorized access.
Program protection techniques ensure that software and code are not tampered with or modified.
Pro tectio n Techniq ues
密码保护
使用密码限制对计算机系统 的访问，确保只有授权人员 可以进入系统。
保护程序设计
设计和实现保护程序，包括编写 代码、定义规则和策略以确保系 统的安全性。
保护程序的安装和配置
安全地安装和配置保护程序，确 保其能够正确地运行并保护计算 机系统。
保护程序的升级和维护
定期更新和维护保护程序，修复 漏洞和适应不断变化的安全威胁。
C o n clu sio n
微机保护程序的重要性
微机保护程序是确保计算机 和数据安全的关键组成部分， 对于保护个人隐私和商业机 密至关重要。
《变电站微机保护》课件
保护动作
一旦检测到故障或异常，微机保护系 统将根据预设的保护策略和算法，迅 速作出相应的保护动作，如跳闸、告 警等。
对采集的数据进行快速分析，判断是 否存在故障或异常情况。
主要功能
01
02
03
04
故障检测与定位
能够快速准确地检测和定位变 电站内的故障点。
保护控制
根据故障类型和严重程度，实 施相应的保护控制成
01
02
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硬件部分
包括微机保护装置、输入/ 输出接口、人机交互界面 等。
软件部分
包括系统软件、应用软件 和中间件等。
网络部分
用于连接各个保护装置和 上级控制系统的通信网络 。
工作原理
实时监测
微机保护系统实时监测变电站内各电 气设备的运行状态，采集相关数据。
数据分析
辅助保护配置
配置用于特定场合的辅助保护，如方向保护 、零序保护等。
后备保护配置
配置选择性强的后备保护，如过流保护、低 阻抗保护等。
自动装置配置
配置自动重合闸、备用电源自投等自动装置 ，提高系统稳定性。
06
微机保护的调试与维护
调试方法
硬件调试
检查保护装置的硬件连接是否正确， 确保各模块之间的通信正常。
它主要完成系统初始化、数据采集、 数据处理、控制输出等功能。
中断服务程序
中断服务程序是微机保护装置中处理突发事件的重要部分。
当发生突发事件（如故障）时，中断服务程序会被触发，立即执行相应 的处理逻辑。
中断服务程序主要完成故障检测、数据采集、数据处理等功能，并将结 果反馈给主程序进行后续处理。
算法程序
软件调试
对保护装置的软件进行测试，确保其 功能正常，无逻辑错误。
电力系统微机保护 ppt课件
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电力系统微机保护＿＿绪论
1）采样数字化 保护装置直接接收电子式互感器输出数字信号，不依赖外部对时信号实现 保护功能。 2）保护就地化 保护装置采用小型化、高防护、低功耗设计，实现就地化安装，缩短信号 传输距离，保障主保护的独立性和速动性。 3）元件保护专网化 元件保护分散采集各间隔数据，装置间通过光纤直连，形成高可靠无缝冗 余的内部专用网络，保护功能不受变电站SCD文件变动影响。 4）信息共享化 智能管理单元集中管理全站保护设备，作为保护与变电站监控的接口，采 用标准通信协议，实现保护与变电站监控之间的信息共享。
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电力系统微机保护＿＿绪论
继电保护是保证系统安全、稳定运行的第一道防线，是 系统安全稳定运行的“哨兵”！ 继电保护学科方向—电力系统及其自动化二级学科 电力系统继电保护 内容：
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电力系统微机保护＿＿绪论
• 一、计算机在继电保护领域中的应用和发展概况 • （1）世界微机保护的发展历史
1、绪论 2、基本原理学习 3、学习讨论 4、微机保护硬件学习 5、微机保护常规算法的学习
本课程成绩评定：
1、出勤（10%） 2、学习讨论（20%） 3、考试（70%）
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电力系统微机保护＿＿绪论
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电力系统微机保护＿＿绪论
• 继电保护装置是一种能反应电力系统故障和不正常状 态，并及时动作于断路器跳闸或发出信号的自动化设 备。
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电力系统微机保护＿＿绪论
3、智能化运检体系
1）加强智能站文件管控，提升变电站建设运行水平 构建智能站配置文件管控平台，确保配置文件的正确性及一致性；研究基于系统 描述的继电保护虚端子关联的自动化生成方法，简化智能站配置流程；建立基于标准 工程文件的继电保护数据、模型、图形的一体化展示平台，对二次设备实现自动精益 化评估。 2）实施智能化高效检修，实现智能站可观、可控、可维护 通过“装置智能诊断、远程终端支持、安措自动执行、二次回路可视、检修综合 决策”等技术，实现变电站可观、可控、可维护，提升现场工作效率和防误水平。 3）研发信息化单兵装备，提高现场智能感知和作业能力 研究、推广手持终端、智能穿戴设备等基于物联网技术的信息化单兵装备，提高 现场智能感知和作业能力，实现继电保护设备和人员的双向互动、现场和远程的双向 互动，提升现场工作的质量、效率和应急抢修能力。 4）开展自动化无人巡视，提升巡视质量和效率 利用人工智能技术，建立二次设备机器人巡视和远方巡视相结合的自动化巡视模 式，有效提高巡视效率，减轻现场人员压力。
第九章 微机保护概述
1．半周积分算法
半周积分算法的依据是
(9-6)
即正弦函数半周积分与其幅值成正比。 式(9-6)的积分可以用梯形法则近似求出：
(9-7)
式中 ——第k次采样值;
N——一周期T内的采样点数;
——k＝0时的采样值;Biblioteka ——k＝N/2时的采样值。
求出积分值S后，应用式(9-6)可求得幅值
四、VFC型数据采集系统 VFC---Voltage Frequency Converter.
电压、电流信号经电压形成回路后，均变换成与 输入信号成比例的电压量，经过VFC，将模拟电 压量变换为脉冲信号，该脉冲信号的频率与输入 电压成正比，经快速光电耦合器隔离后，由计数 器对脉冲进行计数，随后，微型机在采样间隔Ts 内读取的计数值就与输入模拟量在Ts内的积分成 正比，达到了将模拟量转换为数字量的目的，实 现了数据采集系统的功能。
波滤去，剩下基波分量。此时有
(9-2)
故滤去的谐波次数为
由此可见，当 和 已确定时，能滤掉的谐波最低次数是
在
时计算的 值，除此之外，还能滤掉 的整数
倍的谐波。因数据窗越长其延时越长，通常 为1即可。
例如，当采样频率为600Hz，且 ，若滤掉三次谐波，
差分滤波器的 值应为
2. 差分滤波器的频率特性 从频域的角度讨论差分滤波器的滤波特性，可
和相角等电气参数的方法，属于正弦曲线拟合法。这种算
设有正弦电压、电流波形在任意二个连续采样时刻tk、 tk+1（＝tk＋ ）进行采样，并没被采样电流滞后电压的 相位角为θ，则tk和tk＋1时刻的采样值分别表示为式(9-
微机继电保护PPT课件
继电保护概述 • 微机继电保护的基本原理 • 微机继电保护的分类与应用 • 微机继电保护的优缺点与展望 • 微机继电保护的实际应用案例
01 微机继电保护概述
CHAPTER
定义与特点
定义
微机继电保护是指利用微型计算 机技术来实现电力系统继电保护 功能的系统。
微机继电保护装置具有灵活的配置和编程 能力，可以根据需要进行定制和扩展，适 应不同系统的需求。
微机继电保护装置具有自我诊断和修复功 能，能够检测和修复潜在的故障，提高系 统的可靠性和稳定性。
微机继电保护的缺点
对硬件和软件要求高
01
微机继电保护装置需要高性能的硬件和软件支持，增加了系统
的复杂性和成本。
对数据传输和处理能力要求高
02
微机继电保护装置需要实时传输和处理大量数据，对数据传输
和处理能力要求较高。
对外部环境因素敏感
03
微机继电保护装置对外部环境因素较为敏感，如温度、湿度、
电磁干扰等，需要采取相应的防护措施。
微机继电保护的展望
智能化发展
随着人工智能技术的发展，微机继电保护装置将更加智能化，能 够自适应地学习和优化保护策略。
应用效果
该系统的应用显著提高了发电厂的安全性和可靠性，减少了设备 损坏和事故发生。
技术特点
该系统采用了基于数字信号处理技术的继电保护算法，具有高灵 敏度和快速响应的特点。
某变电站的微机继电保护系统
案例概述
某变电站的微机继电保护系统采用了先进的微机继电保护装置，实 现了对变电站的全面保护。
应用效果
该系统的应用显著提高了变电站的安全性和可靠性，减少了设备损 坏和事故发生。
04 微机继电保护的优缺点与展望
CHAPTER
01 微机继电保护概述
CHAPTER
定义与特点
定义
微机继电保护是指利用微型计算 机技术来实现电力系统继电保护 功能的系统。
微机继电保护装置具有灵活的配置和编程 能力，可以根据需要进行定制和扩展，适 应不同系统的需求。
微机继电保护装置具有自我诊断和修复功 能，能够检测和修复潜在的故障，提高系 统的可靠性和稳定性。
微机继电保护的缺点
对硬件和软件要求高
01
微机继电保护装置需要高性能的硬件和软件支持，增加了系统
的复杂性和成本。
对数据传输和处理能力要求高
02
微机继电保护装置需要实时传输和处理大量数据，对数据传输
和处理能力要求较高。
对外部环境因素敏感
03
微机继电保护装置对外部环境因素较为敏感，如温度、湿度、
电磁干扰等，需要采取相应的防护措施。
微机继电保护的展望
智能化发展
随着人工智能技术的发展，微机继电保护装置将更加智能化，能 够自适应地学习和优化保护策略。
应用效果
该系统的应用显著提高了发电厂的安全性和可靠性，减少了设备 损坏和事故发生。
技术特点
该系统采用了基于数字信号处理技术的继电保护算法，具有高灵 敏度和快速响应的特点。
某变电站的微机继电保护系统
案例概述
某变电站的微机继电保护系统采用了先进的微机继电保护装置，实 现了对变电站的全面保护。
应用效果
该系统的应用显著提高了变电站的安全性和可靠性，减少了设备损 坏和事故发生。
04 微机继电保护的优缺点与展望
CHAPTER
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由电力系统输入到继电保护装置的模拟 信 号分类： • 来自TV(或TA)的交流电压(或电流)信号； • 来自分压器(或分流器)的直流电压(或电流)信 号； • 自断路器、隔离刀闸等设备辅助接点以及其它 继电器接点的开关量信号，或者来自别的微机 保护或数字设备的数字量信号。
输入信号预处理过程的具体步骤为： 1. 将电力系统输入到继电保护装置的模拟信号
2. 数据处理单元对已转变为数字量电量信号进 行数字滤波，从而获得微机保护算法所需要 的数字信号序列；
3. 数据处理单元对已滤波的数字信号序列采用 合适的算法并结合开关量输入信号综合判断， 然后根据判断结果控制开关量输出系统和人 机对话和外部通信系统的输出，实现闸、信 号告警、数据记录等功能。
一、输入信号预处理
二、模拟量输入系统
微机保护装置模拟量输入接口部件的作用 是 将电力传感器输入的模拟电量正确地变换成离散 化的数字量，提供给数字核心部件进行处理。
交流模拟量输入接口部件内部按信号传 递顺 序为：电压输入变换器和电流输入变换器及其电 压形成回路 、前置模拟低通滤波器 、采样保持 器 、多路转换器、模数变换器。
采样 多路
A/D 数据更
保持 转换器 转换器 新排队
输入信号的预处理
图2—2 输入信号预处理流程框图
二、数字滤波
数字滤波器的优点： • 滤波精度高。加长字长可以很容易提高精度。 • 可靠性高。模拟元器件很容易受环境和温度 的
影响，而数字系统受这种影响要小得多。 • 灵活性高。数字滤波器改变性能只要改变算 法
• 按照不同的滤波理论又可分为常规滤波器和最 佳滤波器。
• 按频率特性分为低通、带通、高通和带阻四类 基本滤波器，其中前两类滤波器在微机保护中 用得较多。
三、算法
• 基于电压、电流为纯正弦变化的算法有半周 内找最大值、半周内采样值累积、MannMorrjson的导数算法、Prodar-70的二阶导数 算法，采样值积的算法和解方程组的算法等。
• 开关量输出接口部件的作用是为正确地发 出开关量操作命令提供输出通道，并在微机保护装置内外部之间实现电气隔 离，以保证内部弱电电子电路的安全和减少外部干扰。
四、人机对话和外部通信系统
• 微机保护人机对话接口部件通常包括以下几个 部分：简易键盘、小型显示屏、指示灯、打印机 接口、调试通信接口。
• 外部通信接口可分为两大类：第一类通信接口为 实现特殊保护功能的专用通信接口，输电线路纵 联保护；另一类通信接口为通用计算机网络接口， 可与电站计算机局域网以及电力系统计算机远程 通信网相连，实现更高一级的管理、控制功能， 如数据共享、远方操作及远方维护等。
• 前置模拟低通滤波器是一种简单的低通滤波器， 其作用是为了在对输入模拟信号进行采样的过 程中满足采样定理的要求。
• 采样保持器完成对输入模拟信号的采样。
• 多路转换器是一种多信号输入、单信号输出的 电子切换开关，可通过编码控制将多通道输入 信号依次与其输出端连通，而其输出端与模数 变换器的输入端相连。
第二章
微机继电保护基础
第一节 微机保护基本结构
微机保护的基本结构包括数据处理单元、 模 拟量输入系统、开关量输入输出系统、人机对 话和外部通信系统四个部分,图2-1是微机保护 系统方框图。
电
模拟量输入系统
数
力
系
据
统
开关量输入输 出系统
处
理
运行人员
单
人机接口与
外部通信系统
元
电力系统通 用计算机网 络
或者某些系数，而模拟滤波器却十分麻烦。 • 便于时分复用。一套硬件系统可以完成各个 通
道的滤波任务，模拟滤波器则必须每个通道
数字滤波器的分类
• 按算法实现方式不同可分为专用硬件组成的数 字滤波器和软件组成的数字滤波器；
• 按运算结构不同可分为递归型和非递归型数字 滤波器；
• 按单位脉冲响应不同可分为无限长单位脉冲响 应来自波器和有限长单位脉冲响应滤波器
图2-1 微机保护系统方框图
一、数据处理单元
一般由中央处理器（CPU）、存储器、 定 时器/计数器及控制电路等部分组成，并通过数 据总线、地址总线、控制总线连成一个系统。继 电保护程序在数字核心部件内运行，指挥各种外 围接口部件运转、完成数字信号处理，实现保护 原理。
• CPU是数字核心部件以及整个微机保护的指 挥中枢，计算机程序的运行依赖于CPU来实 现。
• 存储器用来保存程序和数据，它的存储容量 和访问时间也会影响整个微机保护系统的性 能。
• 定时器/计数器除了为延时动作的保护提供精 确计时外，还可以用来提供定时采样触发信
号、形成中断控制等作用。 • 数字核心部件的控制电路包括地址译码器、地
址锁存器、数据缓冲器、中断控制器等等， 它的作用是保证微机数字电路协调工作。
• 模数变换器实现模拟量到数字量的变换。
三、开关量输入输出系统
开关量是指反映“是”或“非”两种状态的 逻辑变量，如断路器的“合闸”或“分闸”状态、 控制信号的“有”或“无”状态等
• 开关量输入接口部件的作用是为正确地反映开关量提供输入通道，并在微机 保护装置内外部之间实现电气隔离，以保证内部弱电电子电路的安全和减少 外部干扰。
• 人机对话接口部件的作用是建立起微机保 护装置与使用者之间的信息联系，以便对装置进行人工操作、调试和得到反 馈信息。
• 外部通信接口部件的作用是提供与计算机通信网络以及远程通信网的信息通 道。
第二节 微机保护工作原理简介
常规微机保护实现继电保护功能主要有三
个步骤：
1. 模拟量输入系统将从电力系统获得的模拟电 量信号进行预处理转化为数字量，开关量输 入系统将开关量输入信号也转变为数字量；
转换到与微型计算机相匹配的电平； 2. 由前置模拟低通滤波削去其中的高频成分； 3. 由采样环节将连续信号离散化； 4. 由A／D转换器变为数字量。
具体步骤如图2-2所示。
信号预处理中，还包括隔离和抑制随有 用信 号窜入的干扰，这对于提高保护装置的可靠性非 常重要。
信号 输入 电平转 前置模
换隔离 拟滤波
• 假设电压、电流量由非周期分量、基频和倍频 分量组成的算法除解方程组外，最常见的是傅 氏算法和沃尔希函数算法．
• 在超高压电力系统中，为克服随机噪音的影响， 还提出了一些减少误差的算法。例如对计算结 果采取平滑措施，采用最小二乘曲线拟合算法 等。
输入信号预处理过程的具体步骤为： 1. 将电力系统输入到继电保护装置的模拟信号
2. 数据处理单元对已转变为数字量电量信号进 行数字滤波，从而获得微机保护算法所需要 的数字信号序列；
3. 数据处理单元对已滤波的数字信号序列采用 合适的算法并结合开关量输入信号综合判断， 然后根据判断结果控制开关量输出系统和人 机对话和外部通信系统的输出，实现闸、信 号告警、数据记录等功能。
一、输入信号预处理
二、模拟量输入系统
微机保护装置模拟量输入接口部件的作用 是 将电力传感器输入的模拟电量正确地变换成离散 化的数字量，提供给数字核心部件进行处理。
交流模拟量输入接口部件内部按信号传 递顺 序为：电压输入变换器和电流输入变换器及其电 压形成回路 、前置模拟低通滤波器 、采样保持 器 、多路转换器、模数变换器。
采样 多路
A/D 数据更
保持 转换器 转换器 新排队
输入信号的预处理
图2—2 输入信号预处理流程框图
二、数字滤波
数字滤波器的优点： • 滤波精度高。加长字长可以很容易提高精度。 • 可靠性高。模拟元器件很容易受环境和温度 的
影响，而数字系统受这种影响要小得多。 • 灵活性高。数字滤波器改变性能只要改变算 法
• 按照不同的滤波理论又可分为常规滤波器和最 佳滤波器。
• 按频率特性分为低通、带通、高通和带阻四类 基本滤波器，其中前两类滤波器在微机保护中 用得较多。
三、算法
• 基于电压、电流为纯正弦变化的算法有半周 内找最大值、半周内采样值累积、MannMorrjson的导数算法、Prodar-70的二阶导数 算法，采样值积的算法和解方程组的算法等。
• 开关量输出接口部件的作用是为正确地发 出开关量操作命令提供输出通道，并在微机保护装置内外部之间实现电气隔 离，以保证内部弱电电子电路的安全和减少外部干扰。
四、人机对话和外部通信系统
• 微机保护人机对话接口部件通常包括以下几个 部分：简易键盘、小型显示屏、指示灯、打印机 接口、调试通信接口。
• 外部通信接口可分为两大类：第一类通信接口为 实现特殊保护功能的专用通信接口，输电线路纵 联保护；另一类通信接口为通用计算机网络接口， 可与电站计算机局域网以及电力系统计算机远程 通信网相连，实现更高一级的管理、控制功能， 如数据共享、远方操作及远方维护等。
• 前置模拟低通滤波器是一种简单的低通滤波器， 其作用是为了在对输入模拟信号进行采样的过 程中满足采样定理的要求。
• 采样保持器完成对输入模拟信号的采样。
• 多路转换器是一种多信号输入、单信号输出的 电子切换开关，可通过编码控制将多通道输入 信号依次与其输出端连通，而其输出端与模数 变换器的输入端相连。
第二章
微机继电保护基础
第一节 微机保护基本结构
微机保护的基本结构包括数据处理单元、 模 拟量输入系统、开关量输入输出系统、人机对 话和外部通信系统四个部分,图2-1是微机保护 系统方框图。
电
模拟量输入系统
数
力
系
据
统
开关量输入输 出系统
处
理
运行人员
单
人机接口与
外部通信系统
元
电力系统通 用计算机网 络
或者某些系数，而模拟滤波器却十分麻烦。 • 便于时分复用。一套硬件系统可以完成各个 通
道的滤波任务，模拟滤波器则必须每个通道
数字滤波器的分类
• 按算法实现方式不同可分为专用硬件组成的数 字滤波器和软件组成的数字滤波器；
• 按运算结构不同可分为递归型和非递归型数字 滤波器；
• 按单位脉冲响应不同可分为无限长单位脉冲响 应来自波器和有限长单位脉冲响应滤波器
图2-1 微机保护系统方框图
一、数据处理单元
一般由中央处理器（CPU）、存储器、 定 时器/计数器及控制电路等部分组成，并通过数 据总线、地址总线、控制总线连成一个系统。继 电保护程序在数字核心部件内运行，指挥各种外 围接口部件运转、完成数字信号处理，实现保护 原理。
• CPU是数字核心部件以及整个微机保护的指 挥中枢，计算机程序的运行依赖于CPU来实 现。
• 存储器用来保存程序和数据，它的存储容量 和访问时间也会影响整个微机保护系统的性 能。
• 定时器/计数器除了为延时动作的保护提供精 确计时外，还可以用来提供定时采样触发信
号、形成中断控制等作用。 • 数字核心部件的控制电路包括地址译码器、地
址锁存器、数据缓冲器、中断控制器等等， 它的作用是保证微机数字电路协调工作。
• 模数变换器实现模拟量到数字量的变换。
三、开关量输入输出系统
开关量是指反映“是”或“非”两种状态的 逻辑变量，如断路器的“合闸”或“分闸”状态、 控制信号的“有”或“无”状态等
• 开关量输入接口部件的作用是为正确地反映开关量提供输入通道，并在微机 保护装置内外部之间实现电气隔离，以保证内部弱电电子电路的安全和减少 外部干扰。
• 人机对话接口部件的作用是建立起微机保 护装置与使用者之间的信息联系，以便对装置进行人工操作、调试和得到反 馈信息。
• 外部通信接口部件的作用是提供与计算机通信网络以及远程通信网的信息通 道。
第二节 微机保护工作原理简介
常规微机保护实现继电保护功能主要有三
个步骤：
1. 模拟量输入系统将从电力系统获得的模拟电 量信号进行预处理转化为数字量，开关量输 入系统将开关量输入信号也转变为数字量；
转换到与微型计算机相匹配的电平； 2. 由前置模拟低通滤波削去其中的高频成分； 3. 由采样环节将连续信号离散化； 4. 由A／D转换器变为数字量。
具体步骤如图2-2所示。
信号预处理中，还包括隔离和抑制随有 用信 号窜入的干扰，这对于提高保护装置的可靠性非 常重要。
信号 输入 电平转 前置模
换隔离 拟滤波
• 假设电压、电流量由非周期分量、基频和倍频 分量组成的算法除解方程组外，最常见的是傅 氏算法和沃尔希函数算法．
• 在超高压电力系统中，为克服随机噪音的影响， 还提出了一些减少误差的算法。例如对计算结 果采取平滑措施，采用最小二乘曲线拟合算法 等。