單片機實現(xiàn)的電力系統(tǒng)零序電流保護_畢業(yè)設(shè)計

1、單片機實現(xiàn)的電力系統(tǒng)零序電流保護摘 要電力系統(tǒng)繼電保護是保證電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行、限制電力系統(tǒng)大面積停電事故最基本和最有效的技術(shù)手段。根據(jù)接地短路時零序電流大小變化作為故障特征量，變壓器接地方式、非全相運行、單相自動重合閘等因素對零序電流保護的運行產(chǎn)生重要的影響，必要時需要采取相應(yīng)閉鎖裝置。零序電流保護屬于小接地電流系統(tǒng)的保護方式，它利用系統(tǒng)發(fā)生故障時零序電流比正常運行時大的特點，來實現(xiàn)有選擇性地發(fā)出信號或瞬時切斷主回路電源, 避免事故的發(fā)生。零序電流可以通過對稱分量法求得，實際應(yīng)用時可用電流互感器測得所需分量。本文結(jié)合零序電流和單片機的各自優(yōu)點，闡述和論證電力系統(tǒng)零序電流保護原理以及基于單片

2、機的實現(xiàn)。關(guān)鍵詞：繼電保護；零序電流；單片機；對稱分量法AbstractPower system relay protection is to guarantee the safe and stable operation of power system and it is also the most basic and the most effective technological way to restrictions on a large scale power blackoutsAccording to ground short circuit，Transformer groundi

3、ng method the size changed of the zero sequence current as fault characteristics, transformer grounding method. The open-phase operation and single-phase automatic reclosing such as zero-sequence current protection of the operation have a major impact. When its necessary, we need to adopt correspond

4、ing locking device.Zero-sequence current protection is the protection of the small ground current system. It uses the characteristic of zero sequence current of the failure system bigger than normal operation. To achieve selective transient signal or cut off the main circuit power supply, in order t

5、o avoid accidents. Zero sequence current can be obtained by symmetrical component method，it can be measured by the current transformer in practical applications.In this paper, combined with the advantages of the zero-sequence current and microcontroller ,this design focuses on explain and demonstrat

6、e the power system zero-sequence current protection principles and single chip microcomputer-based realization method.Keywords：Relay protection, zero-sequence current, single-chip microcomputer, Symmetrical components method.目 錄第1章 緒論11.1引言11.2 課題的研究背景和意義1第2章.電力系統(tǒng)繼電保護32.1電力系統(tǒng)32.1.1 電力系統(tǒng)簡介32.1.2 電力系統(tǒng)

7、的組成42.2 繼電保護52.2.1 電力系統(tǒng)發(fā)展簡史52.2.2 研究現(xiàn)狀62.2.3 繼電保護的基本原理62.2.4 繼電保護的組成72.2.5 對電力系統(tǒng)繼電保護的基本要求82.2.6 發(fā)展趨勢9第3章 電力系統(tǒng)零序電流保護113.1 電力系統(tǒng)零序電流113.1.1 零序電流簡介113.1.2 零序電流產(chǎn)生原因113.1.3 電力系統(tǒng)的正序、負序和零序123.2 對稱分量法123.2.1 電力系統(tǒng)的對稱分量方法介紹123.2.2 對稱分量法原理133.3電力系統(tǒng)零序電流保護153.3.1 零序電流保護的原則153.3.2 零序電流保護原理163.3.3 零序電流保護的特點17第4章.單片

8、機的A/D擴展194.1 STC89C52單片機194.1.1 STC89C52RC單片機介紹194.1.2 STC89C52RC單片機的工作模式204.1.3 STC89C52RC引腳功能說明204.2A/D轉(zhuǎn)換接口214.2.1 A/D轉(zhuǎn)換器概述214.2.2 ADC0809234.2.3 ADC0809工作過程254.2.4A/D轉(zhuǎn)換器與單片機接口要考慮的問題264.2.5ADC0809與STC89C52單片機的接口264.3 單片機的時間中斷304.3.1 時間中斷的工作模式304.3.2 中斷服務(wù)試驗程序31第5章 零序電流保護335.1 零序電流保護的硬件組成335.2 零序電流保

9、護的過程通道的設(shè)計345.2.1 模擬量輸入系統(tǒng)345.2.2 電壓形成回路355.2.3 采樣保持電路355.3.4 采樣方式37第6章 基于單片機的零序電流保護的實現(xiàn)416.1.1 概述416.1.2 單片機數(shù)據(jù)采集構(gòu)成通道416.1.3 開關(guān)量輸出電路426.1.4 系統(tǒng)顯示構(gòu)成通道436.2 基于單片機的零序電流保護軟件部分456.2.1主程序流程圖456.2.2中斷子程序流程圖476.2.3單片機系統(tǒng)程序47總結(jié)與論文展望48參考文獻49致 謝50 第1章 緒論1.1引言零序電流保護由于其自身固有的優(yōu)點，受到很大的關(guān)注，在微機繼電保護的時代趨勢下，對于零序電流保護微機化的研究和論證已

10、經(jīng)顯得十分必要。在中性點直接接地的電網(wǎng)中，接地故障占故障總次數(shù)的絕大多數(shù)，一般在60%以上。線路的電壓等級愈高，所占的百分比愈大。母線故障、變壓器差動保護范圍內(nèi)高壓配電裝置故障的情況也類似，一般也約占70%到80%。明顯可見，接地保護是高壓電網(wǎng)中最重要的一種保護。因此合理配置與正確使用零序保護裝置，是保障電網(wǎng)安全運行地重要條件。1.2 課題的研究背景和意義繼電保護指繼電保護技術(shù)和由各種繼電保護裝置組成的繼電保護系統(tǒng)，包括繼電保護的原理設(shè)計、配置、整定、調(diào)試等技術(shù)，也包括由獲取電量信息的電壓、電流互感器二次回路，經(jīng)過繼電保護裝置到斷路器跳閘線圈的一整套具體設(shè)備，如果需要利用通信手段傳送信息，還包

11、括通信設(shè)備。電力系統(tǒng)運行中常會出現(xiàn)故障和一些異常運行狀態(tài)，而這些現(xiàn)象會發(fā)展成事故，使整個系統(tǒng)或其中一部分不能正常工作，從而造成對用戶少送電、停止送電或電能質(zhì)量降到不能容許的地步，甚至造成設(shè)備損壞和人員傷亡。而電力系統(tǒng)各元件之間是通過電或磁建立的聯(lián)系，任何一元件發(fā)生故障時，都可能立即在不同程度上影響到系統(tǒng)的正常運行。因此，切除故障元件的時間常常要求短到1/10s甚至更短。而這個任務(wù)靠人完成是不可能的，所以要有一套自動裝置來執(zhí)行這一任務(wù)。繼電保護的作用不只限于切除故障元件和限制事故影響范圍（這是首要任務(wù)），還要保證全系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。這就要求每個保護單元都能共享全系統(tǒng)的運行和故障信息的數(shù)據(jù)，各個

12、保護單元與重合閘裝置在分析這些信息和數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上協(xié)調(diào)動作，實現(xiàn)微機保護裝置的網(wǎng)絡(luò)化。這樣，繼電保護裝置能夠得到的系統(tǒng)故障信息愈多，對故障性質(zhì)、故障位置的判斷和故障距離的檢測愈準確，大大的提高了繼電保護的保護性能和可靠性。隨著自動化技術(shù)的發(fā)展，電力系統(tǒng)在正常運行、故障期間以及故障后的恢復(fù)過程中，許多控制操作日趨高度自動化。這些控制操作的技術(shù)與裝備大致可以分為二大類：其一是為了保證電力系統(tǒng)正常運行的經(jīng)濟性和電能質(zhì)量的自動化技術(shù)和裝備，主要進行電能生產(chǎn)過程的連續(xù)自動調(diào)節(jié)，動作速度相對遲緩，調(diào)節(jié)穩(wěn)定性高，把整個電力系統(tǒng)或其中的一部分作為調(diào)節(jié)對象，這就是通常理解的“電力系統(tǒng)自動化（控制）”；其二是當(dāng)電網(wǎng)

13、或電氣設(shè)備發(fā)生故障，出現(xiàn)影響安全運行的異常情況時，自動切除故障設(shè)備和消除異常情況的技術(shù)與裝備，其特點是動作速度快，其性質(zhì)是非調(diào)節(jié)性的，這就是通常理解的“電力系統(tǒng)繼電保護與安全自動裝置”。在大電流接地系統(tǒng)（中性點直接接地）中，發(fā)生單相接地故障時，接地短路電流很大，就有零序電流、零序電壓和零序功率出現(xiàn)，利用這些電量構(gòu)成保護接地短路的繼電保護裝置，統(tǒng)稱為零序保護。三相星形接線的過電流保護雖然也能保護接地短路，但其靈敏度較低，保護時限較長。采用時序保護就可以克服這些不足。第2章. 電力系統(tǒng)繼電保護2.1電力系統(tǒng)2.1.1 電力系統(tǒng)簡介由發(fā)電、變電、輸電、配電和用電等環(huán)節(jié)組成的電能生產(chǎn)與消費系統(tǒng)。它的功

14、能是將自然界的一次能源通過發(fā)電動力裝置（主要包括鍋爐、汽輪機、發(fā)電機及電廠輔助生產(chǎn)系統(tǒng)等）轉(zhuǎn)化成電能，再經(jīng)輸、變電系統(tǒng)及配電系統(tǒng)將電能供應(yīng)到各負荷中心，通過各種設(shè)備再轉(zhuǎn)換成動力、熱、光等不同形式的能量，為地區(qū)經(jīng)濟和人民生活服務(wù)。由于電源點與負荷中心多數(shù)處于不同地區(qū)，也無法大量儲存，故其生產(chǎn)、輸送、分配和消費都在同一時間內(nèi)完成。并在同一地域內(nèi)有機地組成一個整體，電能生產(chǎn)必須時刻保持與消費平衡。因此，電能的集中開發(fā)與分散使用，以及電能的連續(xù)供應(yīng)與負荷的隨機變化，就制約了電力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和運行。據(jù)此，電力系統(tǒng)要實現(xiàn)其功能，就需在各個環(huán)節(jié)和不同層次設(shè)置相應(yīng)的信息與控制系統(tǒng)，以便對電能的生產(chǎn)和輸運過程進行

15、測量、調(diào)節(jié)、控制、保護、通信和調(diào)度，確保用戶獲得安全、經(jīng)濟、優(yōu)質(zhì)的電能。圖2-1 電力系統(tǒng)的組成建立結(jié)構(gòu)合理的大型電力系統(tǒng)不僅便于電能生產(chǎn)與消費的集中管理、統(tǒng)一調(diào)度和分配，減少總裝機容量，節(jié)省動力設(shè)施投資，且有利于地區(qū)能源資源的合理開發(fā)利用，更大限度地滿足地區(qū)國民經(jīng)濟日益增長的用電需要。電力系統(tǒng)建設(shè)往往是國家及地區(qū)國民經(jīng)濟發(fā)展規(guī)劃的重要組成部分。電力系統(tǒng)的出現(xiàn)，使用高效、無污染、使用方便、易于調(diào)控的電能得到廣泛應(yīng)用，推動了社會生產(chǎn)各個領(lǐng)域的變化，開創(chuàng)了電力時代，發(fā)生了第二次技術(shù)革命。電力系統(tǒng)的規(guī)模和技術(shù)水準已成為一個國家經(jīng)濟發(fā)展水平的標志之一。2.1.2 電力系統(tǒng)的組成電力系統(tǒng)的主體結(jié)構(gòu)有電源

16、、電力網(wǎng)絡(luò)和負荷中心。電源指各類發(fā)電廠、站，它將一次能源轉(zhuǎn)換成電能；電力網(wǎng)絡(luò)由電源的升壓變電所、輸電線路、負荷中心變電所、配電線路等構(gòu)成。它的功能是將電源發(fā)出的電能升壓到一定等級后輸送到負荷中心變電所，再降壓至一定等級后，經(jīng)配電線路與用戶相聯(lián)。電力系統(tǒng)中網(wǎng)絡(luò)結(jié)點千百個交織密布，有功潮流、無功潮流、高次諧波、負序電流等以光速在全系統(tǒng)范圍傳播。它既能輸送大量電能，創(chuàng)造巨大財富，也能在瞬間造成重大的災(zāi)難性事故。為保證系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟地運行，必須在不同層次上依不同要求配置各類自動控制裝置與通信系統(tǒng)，組成信息與控制子系統(tǒng)。它成為實現(xiàn)電力系統(tǒng)信息傳遞的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，使電力系統(tǒng)具有可觀測性與可控性，從而保證

17、電能生產(chǎn)與消費過程的正常進行以及事故狀態(tài)下的緊急處理。系統(tǒng)的運行指組成系統(tǒng)的所有環(huán)節(jié)都處于執(zhí)行其功能的狀態(tài)。系統(tǒng)運行中，由于電力負荷的隨機變化以及外界的各種干擾（如雷擊等）會影響電力系統(tǒng)的穩(wěn)定，導(dǎo)致系統(tǒng)電壓與頻率的波動，從而影響系統(tǒng)電能的質(zhì)量，嚴重時會造成電壓崩潰或頻率崩潰。系統(tǒng)運行分為正常運行狀態(tài)與異常運行狀態(tài)。其中，正常狀態(tài)又分為安全狀態(tài)和警戒狀態(tài)；異常狀態(tài)又分為緊急狀態(tài)和恢復(fù)狀態(tài)。電力系統(tǒng)運行包括了所有這些狀態(tài)及其相互間的轉(zhuǎn)移。各種運行狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)移需通過不同控制手段來實現(xiàn)。電力系統(tǒng)在保證電能質(zhì)量、實現(xiàn)安全可靠供電的前提下，還應(yīng)實現(xiàn)經(jīng)濟運行，即努力調(diào)整負荷曲線，提高設(shè)備利用率，合理利用各

18、種動力資源，降低燃料消耗、廠用電和電力網(wǎng)絡(luò)的損耗，以取得最佳經(jīng)濟效益。電力系統(tǒng)的主體結(jié)構(gòu)有電源（水電站、火電廠、核電站等發(fā)電廠），變電所（升壓變電所、負荷中心變電所等），輸電、配電線路和負荷中心。各電源點還互相聯(lián)接以實現(xiàn)不同地區(qū)之間的電能交換和調(diào)節(jié)，從而提高供電的安全性和經(jīng)濟性。輸電線路與變電所構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)通常稱電力網(wǎng)絡(luò)。電力系統(tǒng)的信息與控制系統(tǒng)由各種檢測設(shè)備、通信設(shè)備、安全保護裝置、自動控制裝置以及監(jiān)控自動化、調(diào)度自動化系統(tǒng)組成。電力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)應(yīng)保證在先進的技術(shù)裝備和高經(jīng)濟效益的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)電能生產(chǎn)與消費的合理協(xié)調(diào)。根據(jù)電力系統(tǒng)中裝機容量與用電負荷的大小，以及電源點與負荷中心的相對位置，電力系

19、統(tǒng)常采用不同電壓等級輸電（如高壓輸電或超高壓輸電），以求得最佳的技術(shù)經(jīng)濟效益。根據(jù)電流的特征，電力系統(tǒng)的輸電方式還分為交流輸電和直流輸電。交流輸電應(yīng)用最廣。直流輸電是將交流發(fā)電機發(fā)出的電能經(jīng)過整流后采用直流電傳輸。由于自然資源分布與經(jīng)濟發(fā)展水平等條件限制，電源點與負荷中心多處于不同地區(qū)。由于電能目前還無法大量儲存，輸電過程本質(zhì)上又是以光速進行，電能生產(chǎn)必須時刻保持與消費平衡。因此，電能的集中開發(fā)與分散使用，以及電能的連續(xù)供應(yīng)與負荷的隨機變化，就成為制約電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和運行的根本特點。電力系統(tǒng)繼電保護。2.2 繼電保護2.2.1 電力系統(tǒng)發(fā)展簡史繼電保護是隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展而發(fā)展起來的。20世紀初

20、隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展，繼電器開始廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)的保護，這時期是繼電保護技術(shù)發(fā)展的開端。最早的繼電保護裝置是熔斷器。從20世紀50年代到90年代末，在40余年的時間里，繼電保護完成了發(fā)展的4個階段，即從電磁式保護裝置到晶體管式繼電保護裝置、到集成電路繼電保護裝置、再到微機繼電保護裝置。隨著電子技術(shù)、計算機技術(shù)、通信技術(shù)的飛速發(fā)展，人工智能技術(shù)如人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法、進化規(guī)模、模糊邏輯等相繼在繼電保護領(lǐng)域的研究應(yīng)用，繼電保護技術(shù)向計算機化、網(wǎng)絡(luò)化、一體化、智能化方向發(fā)展。在19世紀里，作為最早的繼電保護裝置熔斷器已開始應(yīng)用。電力系統(tǒng)的發(fā)展，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)日趨復(fù)雜，短路容量不斷增大，到20世紀初期產(chǎn)生

21、了作用于斷路器的電磁型繼電保護裝置。雖然在1928年電子器件已開始被應(yīng)用于保護裝置，但電子型靜態(tài)繼電器的大量推廣和生產(chǎn)，只是在50年代晶體管和其他固態(tài)元器件迅速發(fā)展之后才得以實現(xiàn)。靜態(tài)繼電器有較高的靈敏度和動作速度、維護簡單、壽命長、體積小、消耗功率小等優(yōu)點，但較易受環(huán)境溫度和外界干擾的影響。1965年出現(xiàn)了應(yīng)用計算機的數(shù)字式繼電保護。大規(guī)模集成電路技術(shù)的飛速發(fā)展,微處理機和微型計算機的普遍應(yīng)用,極大地推動了數(shù)字式繼電保護技術(shù)的開發(fā)，目前微機數(shù)字保護正處于日新月異的研究試驗階段，并已有少量裝置正式運行。2.2.2 研究現(xiàn)狀隨著電力系統(tǒng)容量日益增大，范圍越來越廣，僅設(shè)置系統(tǒng)各元件的繼電保護裝置，

22、遠不能防止發(fā)生全電力系統(tǒng)長期大面積停電的嚴重事故。為此必須從電力系統(tǒng)全局出發(fā)，研究故障元件被相應(yīng)繼電保護裝置的動作切除后，系統(tǒng)將呈現(xiàn)何種工況，系統(tǒng)失去穩(wěn)定時將出現(xiàn)何種特征，如何盡快恢復(fù)其正常運行等。系統(tǒng)保護的任務(wù)就是當(dāng)大電力系統(tǒng)正常運行被破壞時，盡可能將其影響范圍限制到最小，負荷停電時間減到最短。此外，機、爐、電任一部分的故障均影響電能的安全生產(chǎn)，特別是大機組和大電力系統(tǒng)的相互影響和協(xié)調(diào)正成為電能安全生產(chǎn)的重大課題。因此，系統(tǒng)的繼電保護和安全自動裝置的配置方案應(yīng)考慮機、爐等設(shè)備的承變能力，機爐設(shè)備的設(shè)計制造也應(yīng)充分考慮電力系統(tǒng)安全經(jīng)濟運行的實際需要。為了巨型發(fā)電機組的安全，不僅應(yīng)有完善的繼電保

23、護，還應(yīng)研究、推廣故障預(yù)測技術(shù)。2.2.3 繼電保護的基本原理要完成電力系統(tǒng)繼電保護的任務(wù)，首先必須“區(qū)分”電力系統(tǒng)的正常、不正常工作和故障三種運行狀態(tài)，“甄別”出發(fā)生故障和出現(xiàn)異常的元件。而要進行“區(qū)分和甄別”，必須尋找電力元件在這三種運行狀態(tài)下的可測參數(shù)（繼電保護主要測電氣量）的“差異”，提取和利用這些可測參數(shù)的“差異”，實現(xiàn)對正常、不正常工作和故障元件的快速“區(qū)分”。依據(jù)可測電氣量的不同差異，可以構(gòu)成不同原理的繼電保護。目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)不同運行狀態(tài)下具有明顯差異的電氣量有：流過電力元件的相電流、序電流、功率及其方向；元件的運行相電壓幅值、序電壓幅值；元件的電壓和電流的比值即“測量阻抗”等。發(fā)

24、現(xiàn)并正確利用能可靠區(qū)分三種運行狀態(tài)的可測參量或參量的新差異，就可以形成新的繼電保護原理。對于我國常用的110kV及以下單側(cè)電源供電網(wǎng)絡(luò)（如圖2.2和圖2.3所示），在正常運行時，每條線路上都流過由它供電的負荷電流,越靠近電源端，負荷電流越大。如果在線路B-C上發(fā)生三相短路，從電源到短路點之間將流過很大的短路電流。利用流過被保護元件中電流幅值的增大，可以構(gòu)成過電流保護。圖2.2 正常運行情況下的單側(cè)電源供電網(wǎng)絡(luò)接線圖2.3 三相短路情況下的單側(cè)電源供電網(wǎng)絡(luò)接線正常運行時，各變電所母線上的電壓一般都在額定電壓的范圍內(nèi)變化，且靠近電源端母線上的電壓略高。短路后，各變電所母線電壓有不同程度的降低，離短

25、路點越近，電壓降得越低，短路點的相間或?qū)Φ仉妷航档偷搅?。利用短路時電壓幅值的降低，可以構(gòu)成低電壓保護。同樣，在正常運行時，線路始端的電壓與電流之比反映的是該線路與供電負荷的等值阻抗及負荷阻抗角（功率因數(shù)角）其數(shù)值一般較大，阻抗角較小。短路后，線路始端的電壓與電流之比反映的是該測量點到短路點之間線路段的阻抗，其值較小，如不考慮分布電容時一般正比于該線路段的距離（長度），阻抗角為線路阻抗角，較大。利用測量阻抗幅值的降低和阻抗角的變大，可以構(gòu)成距離（低阻抗）保護。 如果發(fā)生的不是三相對稱短路，而是不對稱短路，則在供電網(wǎng)絡(luò)中會出現(xiàn)某些不對稱分量，如負序或零序電壓和電流等，并且其幅值較大。而在正常運行時

26、系統(tǒng)對稱，負序和零序分量不會出現(xiàn)。利用這些序分量構(gòu)成的保護，一般都具有良好的選擇性和靈敏性，獲得了廣泛的應(yīng)用。2.2.4 繼電保護的組成圖2-4 繼電保護裝置的原理結(jié)構(gòu)圖1.測量部分測量部分是測量通過被保護的電氣元件的物理參量，并與給定的值進行比較，根據(jù)比較的結(jié)果，給出“是”“非”性質(zhì)的一組邏輯信號，從而判斷保護裝置是否應(yīng)該啟動。2.邏輯部分邏輯部分使保護裝置按一定的邏輯關(guān)系判定故障的類型和范圍，最后確定是應(yīng)該使斷路器跳閘、發(fā)出信號或是否動作及是否延時等，并將對應(yīng)的指令傳給執(zhí)行輸出部分。3.執(zhí)行部分執(zhí)行部分根據(jù)邏輯傳過來的指令，最后完成保護裝置所承擔(dān)的任務(wù)。如在故障時動作于跳閘，不正常運行時發(fā)

27、出信號，而在正常運行時不動作等。2.2.5 對電力系統(tǒng)繼電保護的基本要求繼電保護裝置為了完成它的任務(wù)，必須在技術(shù)上滿足選擇性、速動性、靈敏性和可靠性四個基本要求。對于作用于繼電器跳閘的繼電保護，應(yīng)同時滿足四個基本要求，而對于作用于信號以及只反映不正常的運行情況的繼電保護裝置，這四個基本要求中有些要求可以降低。1）選擇性選擇性就是指當(dāng)電力系統(tǒng)中的設(shè)備或線路發(fā)生短路時，其繼電保護僅將故障的設(shè)備或線路從電力系統(tǒng)中切除，當(dāng)故障設(shè)備或線路的保護或斷路器拒動時，應(yīng)由相鄰設(shè)備或線路的保護將故障切除。2）速動性速動性是指繼電保護裝置應(yīng)能盡快地切除故障，以減少設(shè)備及用戶在大電流、低電壓運行的時間，降低設(shè)備的損壞

28、程度，提高系統(tǒng)并列運行的穩(wěn)定性。一般必須快速切除的故障有:(1) 使發(fā)電廠或重要用戶的母線電壓低于有效值(一般為0.7倍額定電壓)。(2) 大容量的發(fā)電機、變壓器和電動機內(nèi)部故障。(3) 中、低壓線路導(dǎo)線截面過小，為避免過熱不允許延時切除的故障。(4) 可能危及人身安全、對通信系統(tǒng)或鐵路信號造成強烈干擾的故障。故障切除時間包括保護裝置和斷路器動作時間，一般快速保護的動作時間為0.04（s）0.08s，最快的可達0.01s0.04s，一般斷路器的跳閘時間為0.06s0.15s，最快的可達0.02s0.06s。對于反應(yīng)不正常運行情況的繼電保護裝置，一般不要求快速動作，而應(yīng)按照選擇性的條件，帶延時地

29、發(fā)出信號。3）靈敏性靈敏性是指電氣設(shè)備或線路在被保護范圍內(nèi)發(fā)生短路故障或不正常運行情況時，保護裝置的反應(yīng)能力。能滿足靈敏性要求的繼電保護，在規(guī)定的范圍內(nèi)故障時，不論短路點的位置和短路的類型如何，以及短路點是否有過渡電阻，都能正確反應(yīng)動作，即要求不但在系統(tǒng)最大運行方式下三相短路時能可靠動作，而且在系統(tǒng)最小運行方式下經(jīng)過較大的過渡電阻兩相或單相短路故障時也能可靠動作。系統(tǒng)最大運行方式：被保護線路末端短路時，系統(tǒng)等效阻抗最小，通過保護裝置的短路電流為最大運行方式；系統(tǒng)最小運行方式：在同樣短路故障情況下，系統(tǒng)等效阻抗為最大，通過保護裝置的短路電流為最小的運行方式。保護裝置的靈敏性是用靈敏系數(shù)來衡量。4

30、）可靠性可靠性包括安全性和信賴性，是對繼電保護最根本的要求。安全性：要求繼電保護在不需要它動作時可靠不動作，即不發(fā)生誤動。信賴性：要求繼電保護在規(guī)定的保護范圍內(nèi)發(fā)生了應(yīng)該動作的故障時可靠動作，即不拒動。繼電保護的誤動作和拒動作都會給電力系統(tǒng)帶來嚴重危害。即使對于相同的電力元件，隨著電網(wǎng)的發(fā)展，保護不誤動和不拒動對系統(tǒng)的影響也會發(fā)生變化。以上四個基本要求是設(shè)計、配置和維護繼電保護的依據(jù)，又是分析評價繼電保護的基礎(chǔ)。這四個基本要求之間是相互聯(lián)系的，但往往又存在著矛盾。因此，在實際工作中，要根據(jù)電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)和用戶的性質(zhì)，辯證地進行統(tǒng)一。2.2.6 發(fā)展趨勢微機保護經(jīng)過近20年的應(yīng)用、研究和發(fā)展，已經(jīng)在

31、電力系統(tǒng)中取得了巨大的成功，并積累了豐富的運行經(jīng)驗，產(chǎn)生了顯著的經(jīng)濟效益，大大提高了電力系統(tǒng)運行管理水平。近年來，隨著計算機技術(shù)的飛速發(fā)展以及計算機在電力系統(tǒng)繼電保護領(lǐng)域中的普遍應(yīng)用，新的控制原理和方法被不斷應(yīng)用于計算機繼電保護中，以期取得更好的效果，從而使微機繼電保護的研究向更高的層次發(fā)展，繼電保護技術(shù)未來趨勢是向計算機化，網(wǎng)絡(luò)化，智能化，保護、控制、測量和數(shù)據(jù)通信-體化發(fā)展。第3章 電力系統(tǒng)零序電流保護3.1 電力系統(tǒng)零序電流3.1.1 零序電流簡介在三相四線電路中，三相電流的相量和等于零，即如果在三相四線中接入一個電流互感器，這時感應(yīng)電流為零。當(dāng)電路中發(fā)生觸電或漏電故障時，回路中有漏電電

32、流流過，這時穿過互感器的三相電流相量和不等零，其相量和為： 這樣互感器二次線圈中就有一個感應(yīng)電壓，此電壓加于檢測部分的電子放大電路，與保護區(qū)裝置預(yù)定動作電流值相比較，如大于動作電流，即使靈敏繼電器動作，作用于執(zhí)行元件跳閘。這里所接的互感器稱為零序電流互感器，三相電流的相量和不等于零，所產(chǎn)生的電流即為零序電流。3.1.2 零序電流產(chǎn)生原因1、無論是縱向故障、還是橫向故障、還是正常時和異常時的不對稱，都有零序電壓的產(chǎn)生；2、零序電流有通路。以上兩個條件缺一不可。因為缺少第一個，就無來源。缺少第二個，就是我們通常討論的“有電壓是否一定有電流的問題”。零序電流公式: 正序、負序、零序的出現(xiàn)是為了分析在

33、系統(tǒng)電壓、電流出 現(xiàn)不對稱現(xiàn)象時，把三相的不對稱分量分解成對稱分量（正、負序）及同向的零序分量。只要是三相系統(tǒng)，就能分解出上述三個分量（有點像力的合成與分解，但很多情況下某個分量的數(shù)值為零）。對于理想的電力系統(tǒng)，由于三相對稱，因此負序和零序分量的數(shù)值都為零（這就是我們常說正常狀態(tài)下只有正序分量的原因）。當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，三相變得不對稱了，這時就能分解出有幅值的負序和零序分量度了（有時只有其中的一種），因此通過檢測這兩個不應(yīng)正常出現(xiàn)的分量，就可以知道系統(tǒng)出了毛?。ㄌ貏e是單相接地時的零序分量）。3.1.3 電力系統(tǒng)的正序、負序和零序當(dāng)前世界上的交流電力系統(tǒng)一般都是ABC三相的，而電力系統(tǒng)的正序，負

34、序，零序分量便是根據(jù)ABC三相的順序來定的。正序：A相領(lǐng)先B相120度，B相領(lǐng)先C相120度，C相領(lǐng)先A相120度。負序：A相落后B相120度，B相落后C相120度，C相落后A相120度。零序：ABC三相相位相同，哪一相也不領(lǐng)先，也不落后。由線性數(shù)學(xué)計算可知:三個不對稱的相量，可以唯一地分解為三組對稱的相量 (分量)。因此，在線性電路中，系統(tǒng)發(fā)生不對稱短路時，將網(wǎng)絡(luò)中出現(xiàn)的三相不對稱的電壓和電流，分解為正、負、零序三組對稱分量，分別按對稱三相電路去解，然后將其結(jié)果疊加起來。這種分析不對稱三相電路的方法叫對稱分量法。 任意一組不對稱的三相正弦電壓或電流相量都可以分解成三相對稱的分量，一組是正序分

35、量，用下標“1”表示，相序與原不對稱正弦量的相序一致，即A一B一C的次序，各相位互差120度。一組是負序分量，用下標 “2表示，相序與原正弦量相反，即A一C一B,相位間也差120度。另一組是零序分量，用下標 “0”，表示，三相的相位相同。3.2 對稱分量法3.2.1 電力系統(tǒng)的對稱分量方法介紹在進行電力系統(tǒng)的分析時。一般認為電力系統(tǒng)的電路是對稱的，各相短路電流及系統(tǒng)同一地點各相電壓可以認為是相等的，三相電路往往只需要取一相來分析。但是實際并不是如此，因為在電力系統(tǒng)在發(fā)生短路時，電路的對稱性遭到破壞，電力系統(tǒng)中出現(xiàn)了不對稱的電流與電壓。圖3-1 電力系統(tǒng)簡化圖如上面的電力系統(tǒng)簡化圖所示，電力系統(tǒng)

36、的(a)相在a 點發(fā)生短路，在故障點a，出現(xiàn)了短路電流，即：，均不為零，。這樣電力系統(tǒng)中出現(xiàn)了明顯的不對稱。對電力系統(tǒng)的分析不能在按照對稱電路的方法來分析，求解變得非常復(fù)雜。能否把這種不對稱電路通過一定的方法轉(zhuǎn)換為對稱電路來分析、計算呢？回答是肯定的。本世紀初，美國學(xué)者Fortescue 首次提出了對稱坐標分量方法。即：對于三相不對稱系統(tǒng)而言，就是一組三相不對稱三相電氣量看成三組不同的對稱分量之和，應(yīng)用迭加原理，將這三組對稱分量分別施加到網(wǎng)絡(luò)后即可以按三相對稱電路求解，再將運算結(jié)果迭加在一起，就是不對稱電路的綜合解。這就是對稱分量法。3.2.2 對稱分量法原理電工中分析對稱系統(tǒng)不對稱運行狀態(tài)的

37、一種基本方法。電力系統(tǒng)中的發(fā)電機、變壓器、電抗器、電動機等都是三相對稱元件，經(jīng)過充分換位的輸電線基本上也是三相對稱的。對于這種三相對稱系統(tǒng)的分析計算可以方便地用單相電路的方法求解。 任何不對稱的三相相量 A，B，C 可以分解為三組相序不同的對稱分量：正序分量，負序分量，零序分量，。即存在如下關(guān)系： （3-1）由于各相的分量均為對稱分量，如已知一相的正序，負序和零序分量，令該相為“基準相”（通常為a相），則可求出其它相的各序分量，關(guān)系為： （3-2）逆變換為： （3-3）不對稱故障時，要特別關(guān)注電壓和電流的零序分量。零序電流存在條件：三個向量之和不等于0，由于三相零序完全相等，必須以中性點為通路

38、（和地）。如圖3.1所示： 圖3-2 零序電流向量圖3.3電力系統(tǒng)零序電流保護3.3.1 零序電流保護的原則零序電流保護的優(yōu)點具有簡單、可靠、動作正確率高，受弧光及接地電阻影響小，不受負荷及振蕩影響，有相繼動作的性能，這些優(yōu)點都只能在選擇適當(dāng)合理的運行方式并正確的整定才能得到發(fā)揮。為了用好零序電流保護，提出下列原則：1.系統(tǒng)變壓器中性點接地運行方式應(yīng)基本保持不變。(1)變電所只有一組變壓器，如果是接地運行，則接地點不應(yīng)斷開。(2)變電所只有二組變壓器，如果不都是自耦變壓器，則應(yīng)只將其中一組變壓器中性點接地。(3)變電所有二組以上變壓器，應(yīng)經(jīng)常保持中性點接地的變壓器組數(shù)或容量不變。2.正常使用的

39、整定值應(yīng)按照經(jīng)常出現(xiàn)的運行方式作為依據(jù)。每一個變電所一般只考慮一回線停檢，不考慮同時兩回線停檢。對一年中僅短時出現(xiàn)的特殊運行方式，如由于變壓器檢修而不能滿足接地點保持不變的要求時，則臨時處理，如停有關(guān)的零序電流保護段或改變定值(有條件的可以多裝一些零序電流保護段以備特殊運行方式時使用)也可使零序電流保護臨時與高頻保護配合等等措施。3.線路零序阻抗參數(shù)以及三相三柱變壓器的零序阻抗應(yīng)以實測值為依據(jù)。4.對零序方向元件的使用問題。為提高零序電流保護動作的可靠性，盡可能不用零序方向，只有在加零序方向后可以使保護范圍或保護相互配合關(guān)系上帶來顯著效果時，才予以考慮。5.適當(dāng)增加零序電流段數(shù)，便于運行中靈活

40、使用(包括運行方式變更時，不必改定值而通過操作壓板處理，作為旁路開關(guān)保護，在代替不同線路時使用比較靈活)，對短路線路配合需要增加段數(shù)。6.變壓器220千伏側(cè)的開關(guān)，應(yīng)根據(jù)需要裝設(shè)防止開關(guān)非全相運行的保護，以避免由于變壓器出現(xiàn)非全相運行使系統(tǒng)零序電流保護誤動作。保護可按開關(guān)三相位置不對應(yīng)且有零序電流時，以較短的時限跳閘。零序電流動作值及時間的整定應(yīng)保證較線路的零序電流保護靈敏。雙母線的母聯(lián)開關(guān)也應(yīng)根據(jù)需要裝設(shè)上述保護。7.如果經(jīng)過制造研究部門及生產(chǎn)使用等部門的共同努力，采取有效措施，使保護的級差時間由原有的0.5秒縮短為0.20.3秒，各保護段時間得以相應(yīng)縮短，這樣即使沒有裝設(shè)高頻保護，相當(dāng)一部

41、份線路故障時，也能保證系統(tǒng)穩(wěn)定。此外，對一些不易整定的短線群，可用適當(dāng)增加保護段數(shù)的方法來解決。3.3.2 零序電流保護原理當(dāng)中性點直接接地的電力系統(tǒng)發(fā)生接地短路時，根據(jù)對稱分量法的計算，將出現(xiàn)很大的零序電流，而在正常運行時，這種電流是不會出現(xiàn)的。根據(jù)這個特點，可以利用零序電流來構(gòu)成接地短路的保護，就有比較好的結(jié)果。圖3-3 零序保護的系統(tǒng)接線及零序電壓的分布零序電流可以看為在短路點出現(xiàn)一個短路電壓而產(chǎn)生的，但是它必須經(jīng)過變壓器的接地中性點而形成回路。對于零序電流，認定母線流向故障點為正。零序電壓的正方向為：線路高于大地的電壓為正。圖3-4 零序網(wǎng)絡(luò)接線圖 圖3-5 忽略電阻與考慮電阻時的向量

42、圖從相關(guān)的分析可以發(fā)現(xiàn)，零序分量具有以下的特點：故障點的零序電壓最高，系統(tǒng)中距離故障點越遠處的零序電壓越低，零序電壓的分布如上圖所示，在變電所A母線上零序電壓為，變電所B 母線上零序電壓為。由于零序電流是有零序電壓產(chǎn)生的，在忽略線路的電阻時，它應(yīng)該引前短路電壓90；當(dāng)計及線路電阻時電流引前的角度更加大。從任一保護（如保護1）安裝處的零序電壓與電流間的關(guān)系看，由于A母線上的零序電壓實際上是從該點到零序網(wǎng)絡(luò)中性點之間零序阻抗上的電壓降，可以表示為：,為變壓器的零序阻抗。該處的零序電流與電壓間的相位差也由決定。而與被保護線路的零序阻抗及故障點的位置無關(guān)。在電力系統(tǒng)運行方式變化時，如果送電線路及中性點

43、接地的變壓器數(shù)目不變，則零序阻抗與零序等效網(wǎng)絡(luò)就不會發(fā)生變化。但是，系統(tǒng)的正序阻抗與負序阻抗要隨著運行方式的變化而變化，正、負序電壓的變化引起、之間電壓分配的變化，間接地影響零序分量的變化，但是影響較小。3.3.3 零序電流保護的特點優(yōu)點：(1)零序過電流保護的靈敏度高，零序過電流保護的動作時限也較相間保護為短；(2) 零序電流保護受系統(tǒng)運行方式變化的影響要小得多，零序I段的保護范圍較大，也較穩(wěn)定，零序段的靈敏系數(shù)也易于滿足要求；(3)當(dāng)系統(tǒng)中發(fā)生某些不正常運行狀態(tài)時，例如系統(tǒng)振蕩，短時過負荷等、三相是對稱的，相間短路的電流保護均將受它們的影響而可能誤動作，因而需要采取必要的措施予以防止，而零

44、序保護則不受它們的影響；(4)零序功率方向元件無死區(qū)。在中性點直接接地的電網(wǎng)中，由于零序電流保護簡單、經(jīng)濟、可靠，因而獲得了廣泛的應(yīng)用。零序電流保護的缺點是：(1)對于短路線路或運行方式變化很大的情況，保護往往不能滿足系統(tǒng)運行所提出的要求；(2)隨著單相重合閘的廣泛應(yīng)用，在重合閘動作的過程中將出現(xiàn)非全相運行狀態(tài)、再考慮系統(tǒng)兩側(cè)的電機發(fā)生搖擺，則可能出現(xiàn)較大的零序電流，因而影響零序電流保護的正確工作，此時應(yīng)從整定計算上予以考慮，或在單相重合閘動作過程中使之短時退出運行；(3)當(dāng)采用自耦變壓器聯(lián)系兩個不同電壓等級的網(wǎng)絡(luò)時(例如110kV和220kV電網(wǎng))、則任一網(wǎng)絡(luò)的接地短路都將在另一網(wǎng)絡(luò)中產(chǎn)生零

45、序電流，這將使零序保護的整定配合復(fù)雜化，并將增大第段保護的動作時限。第4章.單片機的A/D擴展4.1 STC89C52單片機4.1.1 STC89C52RC單片機介紹STC89C52RC單片機是宏晶科技推出的新一代高速/低功耗/超強抗干擾的單片機，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051單片機，12時鐘/機器周期和6時鐘/機器周期可以任意選擇。主要特性如下：增強型8051單片機，6時鐘/機器周期和12時鐘/機器周期可以任意選擇，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051工作電壓：5.5V3.3V（5V單片機）/3.8V2.0V（3V單片機）工作頻率范圍：040MHz，相當(dāng)于普通8051的080MHz，實際工作頻率可達4

46、8MHz用戶應(yīng)用程序空間為8K字節(jié)片上集成512字節(jié)RAM通用I/O口（32個），復(fù)位后為：P1/P2/P3/P4是準雙向口/弱上拉，P0口是漏極開路輸出，作為總線擴展用時，不用加上拉電阻，作為I/O口用時，需加上拉電阻ISP（在系統(tǒng)可編程）/IAP（在應(yīng)用可編程），無需專用編程器，無需專用仿真器，可通過串口（RxD/P3.0,TxD/P3.1）直接下載用戶程序，數(shù)秒即可完成一片具有EEPROM功能具有看門狗功能共3個16位定時器/計數(shù)器。即定時器T0、T1、T2外部中斷4路，下降沿中斷或低電平觸發(fā)電路，Power Down模式可由外部中斷低電平觸發(fā)中斷方式喚醒通用異步串行口（UART），還可

47、用定時器軟件實現(xiàn)多個UART工作溫度范圍：-40+85（工業(yè)級）/075（商業(yè)級）PDIP封裝4.1.2 STC89C52RC單片機的工作模式掉電模式：典型功耗0.1A,可由外部中斷喚醒，中斷返回后，繼續(xù)執(zhí)行原程序空閑模式：典型功耗2mA正常工作模式：典型功耗4mA7mA掉電模式可由外部中斷喚醒，適用于水表、氣表等電池供電系統(tǒng)及便攜設(shè)備4.1.3 STC89C52RC引腳功能說明VCC（40引腳）：電源電壓VSS（20引腳）：接地P0端口（P0.0P0.7，3932引腳）：P0口是一個漏極開路的8位雙向I/O口。作為輸出端口，每個引腳能驅(qū)動8個TTL負載，對端口P0寫入“1”時，可以作為高阻抗

48、輸入。在訪問外部程序和數(shù)據(jù)存儲器時，P0口也可以提供低8位地址和8位數(shù)據(jù)的復(fù)用總線。此時，P0口內(nèi)部上拉電阻有效。在Flash ROM編程時，P0端口接收指令字節(jié)；而在校驗程序時，則輸出指令字節(jié)。驗證時，要求外接上拉電阻。P1端口（P1.0P1.7，18引腳）：P1口是一個帶內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口。P1的輸出緩沖器可驅(qū)動（吸收或者輸出電流方式）4個TTL輸入。對端口寫入1時，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電位，這是可用作輸入口。P1口作輸入口使用時，因為有內(nèi)部上拉電阻，那些被外部拉低的引腳會輸出一個電流。此外，P1.0和P1.1還可以作為定時器/計數(shù)器2的外部技術(shù)輸入（P1.0/T2）

49、和定時器/計數(shù)器2的觸發(fā)輸入（P1.1/T2EX），具體參見下表：在對Flash ROM編程和程序校驗時，P1接收低8位地址。表4.1 P1口功能特性引腳號功能特性P1.0T2（定時器/計數(shù)器2外部計數(shù)輸入），時鐘輸出P1.1T2EX（定時器/計數(shù)器2捕獲/重裝觸發(fā)和方向控制）P2端口（P2.0P2.7，2128引腳）：P2口是一個帶內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O端口。P2的輸出緩沖器可以驅(qū)動（吸收或輸出電流方式）4個TTL輸入。對端口寫入1時，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，這時可用作輸入口。P2作為輸入口使用時，因為有內(nèi)部的上拉電阻，那些被外部信號拉低的引腳會輸出一個電流。在訪問外部程序

50、存儲器和16位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器（如執(zhí)行“MOVX DPTR”指令）時，P2送出高8位地址。在訪問8位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器（如執(zhí)行“MOVX R1”指令）時，P2口引腳上的內(nèi)容（就是專用寄存器（SFR）區(qū)中的P2寄存器的內(nèi)容），在整個訪問期間不會改變。4.2 A/D轉(zhuǎn)換接口4.2.1 A/D轉(zhuǎn)換器概述1.A/D轉(zhuǎn)換方式A/D轉(zhuǎn)換方式的方法很多，包括計數(shù)式、逐次逼近式、雙積分式、并行式、串并式以及非線性式等。常用的有雙積分式和逐次逼近式。（1）逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器是采用最廣泛的一種A/D轉(zhuǎn)換方法，如下圖。逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器由逐次逼近寄存器、D/A轉(zhuǎn)換器、比較器、控制

51、邏輯等組成。逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器的特點是轉(zhuǎn)換速度快、精度高，一般轉(zhuǎn)換時間是微秒級。（2）雙積分A/D轉(zhuǎn)換雙積分式A/D轉(zhuǎn)換器的工作原理如上圖所示，它包括基準電壓、積分器、檢零比較器、電子開關(guān)、計數(shù)器以及控制邏輯，其原理波形如上圖所示。雙積分式A/D轉(zhuǎn)換器的特點是轉(zhuǎn)換精度高，抗干擾能力強，適合于速度不高的場合，如數(shù)字式溫度測量等方面。2.主要技術(shù)指標（1）分辨率分辨率指A/D轉(zhuǎn)換器能夠分辨模擬量最小變化量的能力，一般用數(shù)字量最低有效位所對應(yīng)的模擬電壓值來表示，n位A/D轉(zhuǎn)換器的分辨率是。若n=12，則分辨率為12位，或分辨率為滿量程電壓的1/4096。若滿量程電壓為10V，則分辨率為2.44m

52、V。（2）量化誤差量化誤差是由于ADC的有限分辨率引起的誤差，這是連續(xù)的模擬信號在整數(shù)量化后的固有誤差。對于四舍五入的量化差，量化誤差在1/2LSB之間。（3）轉(zhuǎn)換精度轉(zhuǎn)換精度反映A/D轉(zhuǎn)換器的實際輸出接近理想輸出的精度程度，通常采用數(shù)字量的最低有效位LSB來表示。（4）轉(zhuǎn)換時間轉(zhuǎn)換時間指A/D轉(zhuǎn)換器完成一次轉(zhuǎn)換所需的時間。4.2.2 ADC0809概述ADC0809是美國國家半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的CMOS工藝8通道，8位逐次逼近式A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器。其內(nèi)部有一個8通道多路開關(guān)，它可以根據(jù)地址碼鎖存譯碼后的信號，只選通8路模擬輸入信號中的一個進行A/D轉(zhuǎn)換，目前已經(jīng)淘汰。主要特性1）8路輸入通道，8位

53、A/D轉(zhuǎn)換器，即分辨率為8位。2）具有轉(zhuǎn)換起停控制端。3）轉(zhuǎn)換時間為(時鐘為640kHz時)，（時鐘為500kHz時）4）單個+5V電源供電5）模擬輸入電壓范圍0+5V，不需零點和滿刻度校準。6）工作溫度范圍為-40+85攝氏度7）低功耗，約15mV。內(nèi)部結(jié)構(gòu)ADC0809是CMOS單片型逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器，內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖所示，它由8路模擬開關(guān)、地址鎖存與譯碼器、比較器、8位開關(guān)樹型A/D轉(zhuǎn)換器、逐次逼近寄存器、邏輯控制和定時電路組成。外部特性（引腳功能）ADC0809芯片有28條引腳，采用雙列直插式封裝，如上圖所示。下面說明各引腳功能。IN0IN7：8路模擬量輸入端。D0D7：8位數(shù)字量輸

54、出端。ADDA、ADDB、ADDC：3位地址輸入線，用于選通8路模擬輸入中的一路ALE：地址鎖存允許信號，輸入，高電平有效。START： A/D轉(zhuǎn)換啟動脈沖輸入端，輸入一個正脈沖（至少100ns寬）使其啟動（脈沖上升沿使0809復(fù)位，下降沿啟動A/D轉(zhuǎn)換）。EOC： A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束信號，輸出，當(dāng)A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束時，此端輸出一個高電（轉(zhuǎn)換期間一直為低電平）。OE：數(shù)據(jù)輸出允許信號，輸入，高電平有效。當(dāng)A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束時，此端輸入一高電平，才能打開輸出三態(tài)門，輸出數(shù)字量。CLK：時鐘脈沖輸入端。要求時鐘頻率不高于640kHz。REF（+）、REF（-）：基準電壓。Vcc：電源，單一+5V。GND：地。

55、4.2.3 ADC0809工作過程首先輸入3位地址，并使ALE=1，將地址存入地址鎖存器中。此地址經(jīng)譯碼選通8路模擬輸入之一到比較器。START上升沿將逐次逼近寄存器復(fù)位。下降沿啟動 A/D轉(zhuǎn)換，之后EOC輸出信號變低，指示轉(zhuǎn)換正在進行。直到A/D轉(zhuǎn)換完成，EOC變?yōu)楦唠娖?，指示A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束，結(jié)果數(shù)據(jù)已存入鎖存器，這個信號可用作中斷申請。當(dāng)OE輸入高電平 時，輸出三態(tài)門打開，轉(zhuǎn)換結(jié)果的數(shù)字量輸出到數(shù)據(jù)總線上。轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)的傳送 A/D轉(zhuǎn)換后得到的數(shù)據(jù)應(yīng)及時傳送給單片機進行處理。數(shù)據(jù)傳送的關(guān)鍵問題是如何確認A/D轉(zhuǎn)換的完成，因為只有確認完成后，才能進行傳送。為此可采用下述三種方式。（1） 定時傳送

56、方式對于一種A/D轉(zhuǎn)換器來說，轉(zhuǎn)換時間作為一項技術(shù)指標是已知的和固定的。例如ADC0809轉(zhuǎn)換時間為，相當(dāng)于6MHz的MCS-51單片機共64個機器周期?？蓳?jù)此設(shè)計一個延時子程序，A/D轉(zhuǎn)換啟動后即調(diào)用此子程序，延遲時間一到，轉(zhuǎn)換肯定已經(jīng)完成了，接著就可進行數(shù)據(jù)傳送。（2） 查詢方式A/D轉(zhuǎn)換芯片由表明轉(zhuǎn)換完成的狀態(tài)信號，例如ADC0809的EOC端。因此可以用查詢方式，測試EOC的狀態(tài)，即可確認轉(zhuǎn)換是否完成，并接著進行數(shù)據(jù)傳送。（3） 中斷方式把表明轉(zhuǎn)換完成的狀態(tài)信號（EOC）作為中斷請求信號，以中斷方式進行數(shù)據(jù)傳送。不管使用上述哪種方式，只要一旦確定轉(zhuǎn)換完成，即可通過指令進行數(shù)據(jù)傳送。首先送出口地址并以信號有效時，OE信號即有效，把轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)送上數(shù)據(jù)總線，供單片機接受。4.2.4 A/D轉(zhuǎn)