微机继电保护设计
微机电流保护装置的设计
摘要在电力系统中，输电线路是最重要的部分，因此，输电线路的保护对于整个电力系统的稳定运行有非常重要的意义。
电力系统继电保护装置是反映电力系统故障和不正常运行状态、并且作用于断路器跳闸和发出告警信号的设备。
随着电力工业的发展和电压等级的不断升高，对微机保护装置的要求也越来越高，因此，研制出一种高性能的继电保护装置对于电力系统有重要的理论和现实意义。
论文论述了微机保护装置在国内外的发展历史和研究现状，详细的分析了短路故障的形成，原理及产生的危害，对线路设备造成的影响，以及三段式保护的相关设计原理和整定方法。
并为此设计了一套由电压、电流采集电路；A/DMAX197转换电路；数据采集电路和发光二极管显示电路组成的微机保护装置。
关键词：微机保护；三段式保护；短路故障；A/D转换；ABSTRACTIn the power system, the transmission lines is the most important part, therefore, the transmission line protection for the whole of the stable operation of the power system has a very important significance. And the safe and stable operation of the power system to the national economy and people's life and social stability has a very significant influence. Power system protection device is a reflection of the electric power system fault and not normal working conditions, and has an effect on circuit breaker tripped and issued a warning signal equipment. Along with the development of the electric power industry and the voltage level upwards, to the requirements of the microcomputer protection device more and more is also high, therefore, to develop a kind of high performance relay protection device for electric power system is of great theoretical and practical significance.This paper discusses the microcomputer protection device in the domestic and foreign development history and status, and detailed analysis of the formation of the short circuit faults, principle and dangers, the impact of the line equipment, and the protection of three design principle and relevant setting method. And for this design by a set of voltage, current acquisition circuit; A/DMAX197 transform circuit; Data acquisition circuit and leds display circuit composed of microcomputer protection device.Keywords：Microcomputer protection; Tasting protection; Short circuit fault; A/D conversion目录1 绪论 (1)1.1 微机保护的意义 (1)1.2 微机继电保护系统的发展历史及国内外研究现状 (1)1.3 微机保护装置的特点 (2)2 故障分析与保护 (4)2.1 电力系统故障分析的目的与内容 (4)2.2 短路的种类 (5)2.3 短路的危害 (6)2.4 谐波概述 (6)2.5 继电保护的分类 (7)2.5.1 线路保护 (7)2.5.2 变压器保护 (7)2.5.3 发电机保护 (8)2.5.4 母线保护 (8)3 保护原理及整定方法 (8)3.1 电流速断保护 (8)3.2 瞬时电流速断保护 ( I 段) (9)3.3 限时电流速断保护（II 段） (12)3.4 定时限过电流保护（III 段） (15)3.5 三段式电流保护的特点 (18)3.6 零序电流保护 (18)4 微机式保护设计 (19)4.1 保护装置实现的功能 (19)4.2 结构框图 (19)4.3 数据采集电路硬件设计 (20)4.3.1电压、电流采集电路 (20)4.3.2数据采集电路 (21)4.3.3硬件电路器件的介绍 (22)4.3.4 数据采集系统完成的功能 (27)4.4 按键和显示电路设计 (27)4.5 装置实现的功能 (29)4.6 装置的硬件抗干扰措施 (30)4.7 本章总结 (31)结论 (32)参考文献 (33)附录一 (35)附录二 (36)附录三 (37)附录四 (38)翻译部分英文原文 (39)中文译文 (50)致谢 (58)1 绪论1.1 微机保护的意义电力在国民经济和人民生活中处于非常重要的位置。
微机继电保护在电力系统中的应用分析
送入计算机 的电压、 行状态中， 最 常见 同时也是 最危险的故障是发生各种形式的短 器 、电流变换器等信 号传送环 节的影响 ， 这 样会 引起 计算误差 ， 尤其是非周期分 路。 在发 生短路 时可 能产 生以下后果。 故障点很大的短路 电流 电流信 号会 发生畸变 ，
高频 分量 的相 位移等 因素 的影 响使得 畸变 尤为突 和所燃 起的 电弧， 使故障元件损坏 。 短 路电流通 过非故障元件 量 的衰减 、
切除故障的时间常常要求短到十分之几秒甚至百分之几秒， 切 除故 障元件 ， 这是保证 电力系统安全 运行 的最有 效方法 之 人 员做 好继 电保 护装 置的清扫 工作 。 在 对微 机继 电保 护装 置
一
。
实践证明只有在每个 电气元件上装设保 护装置才有 可能满足这 合打扫 ， 以防止一位 工作人员打扫 时误 碰运行 设备， 导致设备 个要求。
关键词 ： 电力系统 ； 微 机继 电保 护； 应用
１ 电力系统 继 电保 护的作 用
差， 特别是在 高频情况下， 它 的分布 电容 的容抗较小， 计算结果
但 实际上， 由于 电压互感器 、 电流互感器 、 电压变换 电力系 统在 运行 中， 可能发 生各种 故障 或 处于不正常运 误差更大。
性， 引起 系统振荡， 甚至使整个系统瓦解。 在 电力系统 的运行 过程 中需要 有人 定时定期 的过去进行 电力系统 中电气元件 的正常工作环 境遭 到破坏 ， 但没有发 有效 的维护， 以保证 电力系统能够正常的运行。 对此， 有关工作 生故 障， 这种情 况属于不正常运行状 态 。 例如 ， 因负荷超过 电 人员会按照规定对微 机继电保护装 置进行定期的勘查 ， 并且还
２ 微机继电保护装置的算法运用
电力系统微型计算机继电保护
2002年4月电力系统微型计算机继电保护1.以微型计算机为核心的继电保护装置称为微型机继电保护装置。
2.交流电流交换器输出量的幅值与输入模拟电流量的幅值成正比。
3.脉冲传递函数定义为：在零初始条件下，离散系统输出响应的Z变换与输入信号的Z变换之比值4.当离散系统特征方程的根，都位于Z平面的单位圆之外时，离散系统不稳定。
5.在一个控制系统中，只要有一处或几处的信号是离散信号时，这样的控制系统称为离散_控制系统。
6.反映电力系统输电设备运行状态的模拟电气量主要有两种：来自电压互感器和电流互感器二次侧的交流电压和交流电流信号。
7.在一个采样周期内，依次对每一个模拟输入信号进行采样的采样方式称为顺序采样。
8.脉冲传递函数分子多项式为零的根，称为脉冲传递函数的零点。
9.从某一信号中，提取出有用频率成份信号的过程，称为滤波。
10.合理配置数字滤波器脉冲传递函数的零点，能够滤除输入信号中不需要的频率成份。
11.合理配置数字滤波器脉冲传递函数的极点，能够提取输入信号中需要的频率成份信号。
12.数字滤波器脉冲传递函数的零点z i在脉冲传递函数表达式中以因子1-Z i Z-1的形式出现。
13.如果设计样本的频率特性频谱的最大截止频率为fmax，则要求对设计样本的单位冲激响应h(t)进行采样时，采样频率要求大于2fmax。
14.为了提高微型机继电保护装置的抗干扰能力，在开关量输入电路中采取的隔离技术是光电隔离。
15.利用正弦函数的三个_瞬时采样值的乘积来计算正弦函数的幅值和相位的算法称为三点采样值乘积算法。
16.在电力系统正常运行时，微型机距离保护的软件程序工作在自检循环并每隔一个采样周期中断一次，进行数据采集。
17.微型机距离保护的软件程序主要有三个模块—初始化及自检循环程序、采样中断子程序和故障处理程序。
18.在电力系统正常运行时，相电流瞬时采值差的突变量起动元件△I bc等于零。
19.电力系统在非全相运行时，一旦发生故障，则健全相电流差起动元件起动。
开题报告-110kv变电站微机继电保护设计
⑴各种保护方式的确定与整定计算及电气设备的选择；
⑵如何采用微机保护装置来实现电力设备的保护。
解ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ问题的思路：
⑴搜集关于变电站继电保护设计的资料，确定变电站的主接线、参数设定及阻抗计算等;
⑵确定变电站继电保护方式、主变压器的继电保护方式、设计母线的继电保护方式以及线路的继电保护设计等。
5、设计母线和线路的保护及微机保护，初步选定微机型号为南瑞RCS-915系列，以及母线保护的整定计算。
6、断路器、隔离开关的控制及操作回路设计，互感器的配置与接线设计，微机保护、测控及操作箱（PCS系列）的联系方案。
7、将外部电流及电压输入经隔离互感器隔离变换后，由低通滤波器输入至A/D变换器，CPU经采样数字处理后，构成各种保护继电器，并计算各种测量数据。
进度计划：
1、整理资料，确定设计的大体方向及内容，完成毕业设计开题报告。
2、查看资料，掌握所需的设计理论知识。
3、变电站的参数设定，阻抗计算，设计线路的保护及整定计算。
4、主变压器的继电保护及微机保护设计，初步选定微机型号为南瑞RCS-9000系列中的RCS-9671为主保护，RCS-9681为后备保护，RCS-9682为低压侧后备保护等，变压器博湖的整定计算。
1．本报告必须由承担毕业论文（设计）课程任务的学生在正式开始做论文（设计）前独立撰写完成，交指导教师审阅、学院审查。
2．每篇毕业论文（设计）课题撰写本报告一份，作为指导教师、学院审查学生能否承担该毕业论文（设计）课题任务的依据，并接受学校的抽查。
国外继电保护发展较早，继电保护技术已经经过了机电式、半导体式、微机式等三个发展阶段。
微机继电保护设计
微机继电保护设计微机继电保护系统是一种利用微机技术和数字保护装置实现电力系统故障保护的智能化设备。
其主要功能是通过对电力系统进行监测和数据处理，及时发现故障、保护设备和系统。
本文将介绍微机继电保护系统的设计原理和步骤。
一、设计原理：1.数据采集：通过传感器、测量仪表等设备采集电力系统的各种电气量，包括电流、电压、频率等。
2.数据处理：将采集到的数据传送给微机，经过数据处理，得到相应的电力系统状态信息。
3.故障诊断：根据电力系统状态信息，判断电力系统是否发生故障，并进行故障诊断，确定故障类型和位置。
4.保护动作：根据故障诊断结果，采取相应的保护措施，对故障设备或电力系统进行保护动作。
5.通信传输：将保护动作信号传输给相应的开关设备，实现快速的故障断开和电力系统恢复。
二、设计步骤：1.需求分析：根据电力系统的类型和规模，确定微机继电保护系统的需求、功能和性能要求，包括保护范围、保护速度、可靠性等。
2.系统结构设计：根据需求分析结果，确定微机继电保护系统的整体结构和组成，包括硬件部分和软件部分。
3.硬件设计：选择适合的硬件设备，并设计电路连接方式和信号接口，保证数据的准确采集和传输。
4.软件设计：根据系统需求，编写相应的软件程序，实现数据处理、故障诊断和保护动作等功能。
5.系统测试：对设计的微机继电保护系统进行全面的测试，包括功能测试、性能测试和可靠性测试，确保系统的稳定性和有效性。
6.系统改进和优化：根据测试结果和用户反馈，对系统进行改进和优化，提高系统的性能和可靠性，并满足不同用户的需求。
三、设计考虑因素：在设计微机继电保护系统时，需要考虑以下几个因素：1.保护范围：根据电力系统的规模和拓扑结构，确定保护范围和保护对象。
2.保护速度：保护系统需要具备快速的故障检测和保护动作能力，以减少故障对电力系统造成的损害。
3.抗干扰能力：保护系统需要具备较强的抗干扰能力，以保证数据的准确采集和处理。
4.可靠性：保护系统需要具备较高的可靠性，以保证系统的稳定运行和故障保护效果。
电力系统微机继电保护课程设计
电力系统微机继电保护课程设计一、绪论为了提高电力系统运行的可靠性和安全性，保护措施是不可或缺的一部分。
在电力系统中，继电保护是其中最重要的一种保护措施。
继电保护的核心是电路保护，主要包括潮流保护和差动保护两大类。
然而，由于电力系统的复杂性，基于传统继电保护的方法难以满足当前电力系统的保护要求。
因此，微机继电保护的出现，为电力系统保护和安全稳定运行提供了新的技术手段。
二、微机继电保护原理微机继电保护是电力系统中采用电子技术实现的高速、准确地检测故障和定位故障位置的自动化设备。
其原理是在故障的瞬间，通过采集电力系统中的各种信号，并对其进行快速的计算和分析，最终实现对电力系统有序、快速、准确的保护。
其中，微机继电保护的核心是数字信号处理器（DSP）和程序控制器，通过高速计算和分析电力系统中各种数据，最终实现对电力系统的保护。
三、课程设计任务1. 设计任务设计一台基于微机继电保护的电路保护系统，实现对电力系统中的故障进行快速的检测和定位，并保障电力系统的安全稳定运行。
2. 设计内容本次课程设计主要涉及以下内容：1.潮流保护的设计2.差动保护的设计3.基于DSP的高速计算技术4.程序控制器的设计3. 设计思路本次课程设计的思路是：在故障的瞬间，通过采集电力系统中各种信号（如电压、电流等），并通过潮流保护和差动保护等方式对其进行分析，最终实现电力系统的保护。
同时，电路保护系统通过DSP和程序控制器的协同控制，实现对电路保护过程的快速问题诊断。
本次课程设计的关键技术是程序控制器和DSP技术。
四、设计实现步骤1. 选题本次课程设计选题为电力系统微机继电保护课程设计。
2. 分工合作在确定选题之后，按照小组成员的各自特长和兴趣分配任务，各自完成设计和编程任务。
3. 设计和编程根据选题确定设计思路，开始进行电路保护系统的潮流保护和差动保护的设计和编程。
4. 单元测试设计和编程完成后，进行单元测试，分别测试各个模块的功能是否正常。
变压器微机继电保护研究
３ １ 控 制 回路异常告警 ． １
通过外接断路器跳、合闸线圈采集断路器 的跳位与合位，当控制电源及断路器位置辅助 触点正常时，必有且只有一个跳位或合位 ； 否 则， ３ｓ 经 延时报控制回路异常告警信号， 异常
不闭锁保护。 ３ ２ 非 电量保护 ． １ 继电器微机 保护系统应 该具有重 瓦斯 、 压
（ ） 一
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特性 ３非常反时限 ） ：— （ ： ￡
特 性 ４极端 反时限 ） ＝ （ ： ｔ
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ｆ ３ １员保记 ， ， 家李等． 适应 分相 电流差 王钢 贺 自 动保护 的研 究ｍ忠 力 系统 自 动化 ， ９（０ １ ９１） ９ ［ ４ 】隋风 海． 变电站故 障的远后备 保护田 电力 系 ．
，
能够在数据总线上交流，配合监控软件可以组 成变电站 自动化系统。（＞ ２保护原理先进， 配置 合理 、 完善， 既能满足大网的运行要求 。 也能适 应小网特别是小水电网的要求。（） ３结构可靠。 密封好， 具有良好的抗干扰和防尘能力。（） ４减 小安装尺寸。分布式安装时可直接装于开关柜 上， 集中组屏时可减少屏数。 降低造价。（ 用 ５ Ｅ 与操作简单 ， 适应低电压等级运行人员的技术
Ｔ ｖ断线返回。 ４结语 变压 器微 机机 电保护 系统应 采用 统一 规
划 、ｋｉ 万 实施 的原则开发实施 。 Ｉｉ － 系统框架应采用 模块化设计， 具有良好的开放性和可扩充性。 在 制定设计方 案时要求 做到： （） １满足变电站综合自动化的要求， 有按标 准规约制定的网络接口。 所有保护的运行数据
水平 。
参 考 文献
ｆ １ １张邦荣． 组合电器在电网改造 中的应 用及相
开题报告-110kv变电站微机继电保护设计
⑷主变压器微机保护设计，母线微机保护设计
⑸中央信号系统的设计及设备装置的选型
3．工作方案及进度计划
工作方案：根据继电保护的特点，使电力系统的电压等级选择相应的硬件，保证电力系统的稳定运行，计算电力系统的短路电流且选择合适的电气设备，把整定值输入电力系统的微机保护装置中，使电力系统安全、稳定的运行。
主要研究的问题：确定继电保护方式；变压器、母线及线路保护方式确定；设备和线路保护整定计算。难点在于：
⑴各种保护方式的确定与整定计算及电气设备的选择；
⑵如何采用微机保护装置来实现电力设备的保护。
解决问题的思路：
⑴搜集关于变电站继电保护设计的资料，确定变电站的主接线、参数设定及阻抗计算等;
⑵确定变电站继电保护方式、主变压器的继电保护方式、设计母线的继电保护方式以及线路的继电保护设计等。
⑵半导体式：20世纪50年代后，出现了晶体管保护装置。这种装置体积小、动作快、无机械转动部分。经过20余年的研究与实践，晶体管保护装置的抗干扰问题从理论和实际都得到了满意的解决。到了20世纪80年代后期，静态继电保护装置由晶体管式向集成电路式过渡，成为静态继电保护的主要形式
⑶微机式：20世纪60年代末，提出了小型计算机实现继电保护的设想，但由于价格昂贵难于实际采用。但随着微处理器技术的快速发展，在20世纪70年代后期，便出现了性能比较完善的微机保护样机并投入运行。20世纪80年代微机保护在硬软件技术方面已趋成熟，进入90年代，微机保护已被大量应用，主运算器由8位机，16位机发展到目前的32位机。数据转换与处理器件由A/D转换器，压频转换器(VFC)，发展到数字信号处理器(DSP)。
2．本课题主要研究方法、研究手段和需要重点研究的问题及解决的思路
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基于89c51单片机的继电保护装置的硬件设计张银龙２００９０１１００３２９电气０９－３（订单）1.1继电保护的发展趋势继电保护技术未来趋势是向计算机化、网络化、智能化，保护、控制、测量和数据通信一体化发展。
1）计算机化计算机硬件迅猛发展，系统集成度越来越高。
单一处理器的处理速度和处理能力不断提高，处理速度的不断提高为单一芯片作为微机继电保护技术奠定了基础。
89C51作为32位芯片具有很高的集成度，很高的工作频率和计算速度，很大的寻址空间，丰富的指令系统和较多的输入输出口。
CPU寄存器、数据总线、地址总线都是32位，具有存储器管理功能和任务转换功能，并将高速缓存和浮点数部件都集成在CPU内。
2）网络化计算机网络作为信息和数据通信的工具已成为信息时代的技术支柱，使人类生产和社会生活面貌发生了根本变化。
它深刻影响着个个工业领域，也为各个领域提供了强有力的通信手段。
继电保护作用不只是限于切除故障元件和限制事故影响范围，还要保证全系统与重合闸装置分析这些信息和数据基础上协调动作，保证系统安全稳定运行。
显然，实现这种系统保护基本条件是将全系统各主要设备保护装置用计算机网络联系起来，亦即实现微机保护装置网络化。
3）保护、控制、测量、数据通信一体化实现继电保护计算机化和网络化条件下，保护装置实际上市一台高性能，多功能的计算机，是整个电力系统计算机网络上的一个智能终端。
它可从网上获取电力系统运行和故障的任何信息和数据，也可以将它所获被保护元件任何信息和数据传送给网络控制中心或任一终端。
每个微机保护装置可完成继电保护功能，无故障正常运行下还可完成测量、控制、数据通信功能，亦即实现保护、控制、测量、数据通信一体化、4）智能化今年来，人工智能技术在电力系统等各个领域都得到了应用，继电保护领域应用研究也已开始。
神经网络是一种非线性映射方法，很多难以列出方程或难解的复杂问题，应用神经网络方法则可迎刃而解。
1.2继电保护的基本任务继电保护的基本任务包括：1）自动、迅速、有选择的将故障元件从电力系统中切除，使故障元件免于继续遭到破坏，保证其他无故障部分恢复正常运行。
2）反应电气元件的不正常运行状态，并根据运行维护条件，而动作于发出信号、减轻负荷或跳闸。
2.1继电保护的基本原理和保护装置的组成2.1.1继电保护的基本原理利用正常运行与区内外短路故障电气参数变化的特征构成保护的判据，根据不同的判据就构成不同原理的继电保护。
例如：（1）电流增加（过电流保护）：故障点与电源直接连接的电气设备的电流会增加电压降低（低电压保护）：各变电站母线上的电压将在不同程度上有很大的降低，短路点得电压降到零。
（2）电流与电压的相位角会发生变化（方向保护）：正常20°左右，短路时60°~85°（3）电压与电流的比值会发生变化（4）距离保护或阻抗保护：系统正常运行时负荷阻抗，其值较大，系统短路时Z是保护安装到短路点之间的阻抗，其值较小（5）及其他保护2.1.2继电保护装置的组成根据不同原理构成的继电保护装置种类虽然很多，但他们都有三个基本部分组成，即测量部分、逻辑部分和执行部分，其原理框图如下：图1-1 继电保护装置的原理结构图（1）测量部分测量部分是测量从被保护对象输入的有关电气量，并与已给定的整定值进行比较，根据比较的结果，给出“是”、“非”、“大于”、“不大于”等于“0”或“1”的一组逻辑信号，从而判断保护是否应该启动。
通常这一部分的硬件电路主要有模数转换芯片（A/D）或电压频率变换芯片（VFC）与数据信号处理器(DSP)或控制处理器单元(CPU)组成。
（2）逻辑部分逻辑部分是根据各输出量的大小、性质、输出的逻辑状态、出现的顺序或它们的组合，是保护装置按一定的逻辑关系工作，最后确定是否应该使断路器跳闸或发出信号，并将有关命令传给执行部分。
继电保护中常用的逻辑回路有或与否延时启动延时返回以及记忆等回路。
着一部分的硬件电路主要是ＤＳＰ或ＣＰＵ（3）执行部分执行部分是根据逻辑部分传送的信号，最后完成保护装置所负担的任务。
如故障时动作于跳闸；不正常运行时发出信号，正常运行时，不动作等。
这一部分的硬件电路主要由控制器和继电器组成的开关部分组成。
2.2继电保护装置的基本要求动作于跳闸的继电保护，在技术上一般应满足四个基本要求，即选择性、速动性、灵敏性和可靠性。
1）选择性继电保护动作的选择性是指保护装置动作时，仅将故障元件从电力系统中切除，使停电的范围尽量小，以保证系统中得无故障部分仍能继续工作。
2)速动性快速的切除故障可以提高电力系统并联运行的稳定性，减少用户在电压降低的情况下工作的时间，以及缩小故障元件的损坏程度。
对继电保护速动性的要求，应该根据电力系统的接线以及被保护元件的具体情况来确定。
3）灵敏性继电保护的灵敏性是指对于其保护范围内发生故障或不正常运行状态的反应能力。
满足灵敏性要求的保护装置应在区内故障时，不论短路点的位置和短路类型如何，都能灵敏的正确的反应。
4）可靠性保护装置的考考性是指在该保护范围内发生了它应该动作的故障时，它不应该拒绝动作，而在任何其他保护不应该动作的情况下，则不应该错误动作。
以上四个基本要求是分析研究继电保护性能的基础，也使贯穿全文的一个基本线索。
在它们之间吗，即由矛盾的一面，又有统一的一面。
3.1微机继电保护装置的硬件设计 3.1.1硬件系统框图微机继电保护的系统框图如图所示：|图1-2微机继电保护系统框图本装置的硬件部分按功能可分为6个模块。
其中，信号采集模块负责将电网来得大电压大电流信号转换为系统可接受的小电压信号，并且将数字量转化为模拟量，供处理器进行信号处理；人机交互模块承担着人与机器的交互任务，主要是指键盘和液晶显示；存储系统有FLASH 和SDRAM 组成，负责存储代码和数据；通信模块由串口和以太网口组成，负责远程通信、控制和组网；出口继电器模块是保护的动作出口，实现对电网的保护控制；电源系统负责对其他模块进行供电，将220V 交流电转换成各个模块所需要得直流电。
3.2微机继电保护装置的硬件设计 3.2.1CPU89C51单片机核心子模块控制芯片是系统的核心控制单元。
89C51是一种带4K 字节闪烁可编程可擦除只读存储器（FPEROM ）的低电压、高性能CMOS 微处理器，俗称单片机。
最高工作频率24MHZ ，具有32位可编程I/O 线 ，两个16位定时器/计数器 ，5个中断源 ，低功耗的闲置和掉电模式。
其引脚图如下：图1-3 89C51的引脚图图1-4外部存储器硬件接线图3.2.2交流信号采集模块交流信号采集模块框图如下：、图1-5交流信号采集模块如图1-5所示，信号采集模块主要由3个部分组成：互感器、低通滤波器和A/D转换芯片。
微机保护要从被保护的电力系统线路或设备的电流互感器的变化范围与微机保护装置硬件电路并不匹配，故需要降低或变换。
对于电压变换可采用较小的降压变压器，如图1-6（a）所示。
对于电流变换可采用电流变换器如图1-6（b）所示。
(a)(b)图1-6电压电流变换电路电流变换器最大的优点是只要铁芯不饱和，其二次电流及并联电阻上的二次电压的波形可基本保持与一次电流波形相同且同向，即它的转换可使电流不失真。
这点对微机继电保护具有重要意义。
本文选用的是南京择明高精度超小型精密电流电压互感器。
CT的变比为2000:1，精度达到0.2级，线性度为千分之一，可以满足装置采用的精度要求。
互感器及其滤波电路如图1-6和图1-7所示。
图1-6电流转换电路图中是T1电流互感器，用于将电网来得大电流信号转换成微机保护装置可以接受的小信号，R2、C1、R3、C2构成了二阶无源低通滤波网络，D1和D2组成保护电路，用于钳住大于5V和小于0V的信号图1-7电压转换电路图中T9是电压互感器，用来将电网的电压信号转换成微机继电保护装置可以接受的小信号。
R19是限流电阻，R20是采样电阻。
其余部分和电流转换电路相同。
图1-6和图1-7中得输出信号AIN接A/D转换器的模拟量输入端，由于本装置采用的AD 转换器电压的输入范围是0-5V。
为了确保进入A/D的信号是正电压且具有最大的输入范围，需要将输入的电压抬升至2.5V，所以在互感器的输出端接一个VREF=2.5V的基准电压来抬升从电网采集来得信号。
本装置采用的A/D转换器为AD7490，其接口原理图如下：图1-8 AD7490接口原理图由于继电保护需要选用采集多通道的电流、电压，所以选A/D应具备多通道信号采集能力，本文采用的A/D转换器为AD7490，它是12位16通道、高速高精度的串行数模芯片。
其最高转换速度可以到达1MSPS，可以满足电力系统KHZ级别的采样要求。
3.2.3开入开出模块本模块包括开关量的输入与输出模块，其中输入主要是接点状态的输入信号；输出主要包括保护的跳闸出口以及本地和中央信号等，一般开入开出是分开设计的。
其开关量的输入电路如图1-9及开关量的输出电路如图1-10.图1-9开关量输入电路原理图图1-10开关量的输出原理图3.2.4人机交互模块人机交互模块是微机继电保护装置同操作者之间的纽带，操作人员和装置之间信息的传送由人机交互装置完成的。
人机交互模块由键盘、LED和液晶显示组成。
键盘主要负责操作人员对装置的信息输入，将控制信息等传递给装置。
LED能直观的指出装置的状态，如警告、运行、跳闸、跳闸。
液晶显示用来显示实时的电信号、装置状态、控制字等。
人机接口电路如下所示。
图1-11人机接口控制电路3.2.5电源电源是嵌入式系统是否能稳定运行的关键因素。
本文所涉及的电源主要有：给开出量供电的24V电压，给网卡供电的5V电压，给供电的3.3V电压以及1.8V等。
另外装置还要给AD 采集器提供一路3.3V模拟电压和一路2.5V的参考电压，RS485通信线路需要单独的对其提供5V的数字电压，以防干扰。
图1-12 24/5V电源产生电路。