青島科技大學(xué)微型機(jī)繼電保護(hù)整理重點(diǎn)

1、 第一章1、繼電保護(hù)：將微型機(jī)、微機(jī)控制器等器件作為核心部件構(gòu)成的繼電保護(hù)。2、微機(jī)保護(hù)的硬件：數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)微型機(jī)主系統(tǒng)開(kāi)關(guān)量輸入/輸出系統(tǒng)電源系統(tǒng)3、微機(jī)保護(hù)的特點(diǎn)：維護(hù)調(diào)試方便，可靠性高，易于獲得附加功能，靈活性高，保護(hù)性能得到了很好的改善。4、對(duì)微機(jī)保護(hù)的基本要求：1，維護(hù)調(diào)試方便；2、可靠性高；3、易獲得附加功能5、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)構(gòu)成：1、電壓形成；2模擬濾波；3采樣保持；4多路轉(zhuǎn)換；5模擬轉(zhuǎn)換。6、微機(jī)保護(hù)模擬量的設(shè)置應(yīng)該以滿足保護(hù)功能為基本原則7、交流電壓信號(hào)可以采用電壓變換器；而將交流電流信號(hào)變換為成比例的電壓信號(hào)，可以采用電抗變換器或電流變換器，二者各有優(yōu)缺點(diǎn)。 1）、電抗變換器

2、具有阻止直流、放大高頻分量的作用，因此當(dāng)一次流過(guò)非正弦電流時(shí)，其二次電壓波形將發(fā)生嚴(yán)重的畸變，這是所不希望的。電抗變換器的優(yōu)點(diǎn)是線性范圍較大，鐵芯不易飽和，有移相作用，另外，其抑制非周期分量的作用在某些應(yīng)用中也可能成為優(yōu)點(diǎn)。 2）、電流變換器最大優(yōu)點(diǎn)是，只要鐵芯不飽和，則其二次電流及并聯(lián)電阻上的二次電壓的波形可基本保持與一次電流波形相同且同相，即它的傳變可使原信息不失真。這點(diǎn)對(duì)微機(jī)保護(hù)是很重要的，因?yàn)橹挥性谶@種條件下作精確的運(yùn)算或定量分析才是有意義的。電流中間變換器的缺點(diǎn)是，在非周期分量的作用下容易飽和，線性度較差，動(dòng)態(tài)范圍也較小，這在設(shè)計(jì)和使用中應(yīng)予以注意。8、采樣保護(hù)電路的作用：在一個(gè)極短

3、的時(shí)間內(nèi)測(cè)量模擬輸入量在該時(shí)刻的瞬時(shí)值，并在模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換的時(shí)間內(nèi)保持其輸出不變9、采樣頻率的選擇原則：采樣定理fs>2fmax，如果被采樣信號(hào)中所含最高頻率成分的頻率為fmax，則采樣頻率fs必須大于fmax的2倍10、采樣頻率的要求：1、對(duì)快速變化的信號(hào)采樣時(shí)，要Tc盡量短；2）保持時(shí)間要長(zhǎng)。3）模擬開(kāi)關(guān)的動(dòng)作延時(shí)、閉合電阻和開(kāi)斷時(shí)的漏電流要小。11、A/D轉(zhuǎn)換器的量化誤差為12、A/D轉(zhuǎn)換器作用：是將模擬量轉(zhuǎn)變成計(jì)算機(jī)能夠識(shí)別的數(shù)字量的橋梁。 D/A轉(zhuǎn)換器作用：是將數(shù)字量D經(jīng)一解碼電路變成模擬電壓或電流輸出。13、什么是二分搜索法？二分搜索法是一種最快的逼近方法，n 位轉(zhuǎn)換

4、器只要比較n 次即可，比較次數(shù)與輸入模擬量的大小無(wú)關(guān)。13、 A/D轉(zhuǎn)換和微型機(jī)接口方式采用查詢方式或中斷方式。14、 模數(shù)轉(zhuǎn)換器的評(píng)價(jià)指標(biāo)：轉(zhuǎn)換時(shí)間數(shù)字輸出的位數(shù)15、 電壓頻率轉(zhuǎn)換器VFC的作用、特點(diǎn)： 作用：是另一種實(shí)現(xiàn)模數(shù)轉(zhuǎn)換功能的器件?？梢詫FC 器件與其他電路一起構(gòu)成數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)模數(shù)轉(zhuǎn)換的功能。 特點(diǎn)：1、低通濾波 2、抗干擾能力強(qiáng) 3、位數(shù)可調(diào) 4、與微型機(jī)的接口簡(jiǎn)單 5、實(shí)現(xiàn)多微型機(jī)共享 分辨率取決于1、最高頻率；2、采樣間隔和積分間隔大小16、模擬低通濾波器的應(yīng)用：將高頻分量濾掉，這樣就可以降低fs，從而降低對(duì)硬件的要求16、開(kāi)關(guān)量輸出類型（典型接口方式）：保護(hù)的

5、跳閘出口本地和中央信號(hào)通信接口打印機(jī)接口17、光電耦合器定義：把發(fā)光器件和光敏器件按照適當(dāng)?shù)姆绞浇M合，就可以實(shí)現(xiàn)以光信號(hào)為媒介的電信號(hào)變換。采用這種組合方式制成的器件稱為光電耦合器 光電耦合器的作用：可以實(shí)現(xiàn)兩側(cè)電路之間的電氣隔離，可以用來(lái)傳遞模擬信號(hào)，也可以作為開(kāi)關(guān)器件使用第二章1、 數(shù)字濾波器：將輸入模擬信號(hào)X（t）經(jīng)過(guò)采樣和模數(shù)轉(zhuǎn)換變成數(shù)字量后，進(jìn)行某種數(shù)字處理以去掉信號(hào)中的無(wú)用成分，然后再經(jīng)過(guò)數(shù)模轉(zhuǎn)換得到模擬量輸出Y（t）2、數(shù)字濾波的優(yōu)點(diǎn)：1、特性一致性好 2、不受溫度影響3、不存在阻抗匹配問(wèn)題 4靈活性好 5、精確度高3、時(shí)不變系統(tǒng)：滿足Tx(t-t1)=y(t-t1)即如果輸入信

6、號(hào)推遲一個(gè)時(shí)間t1，則輸出也將推遲同一個(gè)時(shí)間t1，但波形不變4、因果系統(tǒng)：是指輸出變化不會(huì)發(fā)生在輸入變化之前的系統(tǒng)5、連續(xù)系統(tǒng)的沖激響應(yīng) 當(dāng)系統(tǒng)或?yàn)V波器的輸入為一沖激函數(shù)時(shí)，其輸出記作h(t)，稱為該系統(tǒng)的沖激響應(yīng)方程為： 可見(jiàn)，只要知道，利用該式就可以計(jì)算出對(duì)任意輸入的輸所以也是對(duì)系統(tǒng)的充分描述。6、頻率特性是沖激響應(yīng)的傅氏變換沖激響應(yīng)和頻率特性之間的關(guān)系： 與互為傅氏變換對(duì)。7、濾波器的響應(yīng)時(shí)間：一個(gè)濾波器的輸入從一個(gè)穩(wěn)態(tài)變到另一個(gè)穩(wěn)態(tài)時(shí)，其輸出要經(jīng)過(guò)一個(gè)過(guò)渡過(guò)程的延時(shí)才能達(dá)到新的穩(wěn)態(tài)輸出，這種延時(shí)稱為濾波器的響應(yīng)時(shí)間.8、離散時(shí)間信號(hào)的傅氏變換定義式：由頻域卷積公式得9、正余弦函數(shù)對(duì)應(yīng)的

7、傅氏變換結(jié)果10、Z變換定義式：由于變換后S總以的形式出現(xiàn)，令Z=，進(jìn)行變量置換稱為Z變換.11、非遞歸型數(shù)字濾波器是將輸入信號(hào)和濾波器的單位沖激響應(yīng)作卷積而實(shí)現(xiàn)的一類濾波器。是無(wú)限沖激響應(yīng)濾波器（FIR）：對(duì)單位沖激的輸入信號(hào)的響應(yīng)為無(wú)限長(zhǎng)序列的數(shù)字濾波器 遞歸型濾波器是用前幾次的輸出值作為輸入來(lái)求下一次的輸出。是有限沖激響應(yīng)濾波器：對(duì)單位沖激的輸入信號(hào)的響應(yīng)為有限長(zhǎng)序列的數(shù)字濾波器12、計(jì)算：P69零極點(diǎn)法設(shè)計(jì)數(shù)字濾波器例：設(shè)Ts=5/3ms(即N=12)，用零點(diǎn)設(shè)計(jì)法設(shè)計(jì)出能同時(shí)濾除3次和5次諧波分量的數(shù)字濾波器傳遞函數(shù)解: (1)濾3次的因子 (2)濾5次的因子這是一個(gè)4階的傳遞函數(shù)，

8、取增益A和分母為1，根據(jù)Z變換的線性特征，得到離散值得計(jì)算公式：，從幅頻特性可以看出能夠?yàn)V3次5次諧波。例題2 設(shè)TS=3/5ms（即N=12)，用零點(diǎn)法設(shè)計(jì)出能同時(shí)濾除直流和3次諧波分量的FIR濾波器的差分方程。解：解：查表可得濾去直流的因子為，濾去3次諧波的因子為，所以傳遞函數(shù)為對(duì)應(yīng)差分方程為第三章1、評(píng)價(jià)算法的標(biāo)準(zhǔn)：精度、速度 速度包括：數(shù)據(jù)窗的長(zhǎng)度Dw運(yùn)算工作量（乘除法的次數(shù)）1、 基于理想正弦量的算法有：兩點(diǎn)乘積算法、導(dǎo)數(shù)法和半周積分算法，其中數(shù)據(jù)窗口最短的是導(dǎo)數(shù)法，能夠消除高頻分量的是半周積分算法。2、 兩點(diǎn)乘積法：只要知道任意兩個(gè)相隔的正弦量的瞬時(shí)值，就可以算出其幅值和相位3、

9、導(dǎo)數(shù)法：只要知道輸入正弦量某一時(shí)刻t1的采樣值及該時(shí)刻對(duì)應(yīng)的導(dǎo)數(shù)，即可算出有效值和相位。優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)需要的數(shù)據(jù)窗短算式和乘積法相似，不復(fù)雜 缺要求數(shù)字濾波器有良好的濾去高頻分量的能力要求有較高的采樣率3、半周積分算法的依據(jù)：一個(gè)正弦量在任意半個(gè)周期內(nèi)絕對(duì)值的積分為一常數(shù)S，既 半周積分算法需要的數(shù)據(jù)窗長(zhǎng)度為10ms。本身具有一定的濾除高頻分量的能力，但是不能抑制直流分量4、突變電流算法計(jì)算公式P805、為什么要進(jìn)行故障選相：可以用于選相跳閘可以在阻抗繼電器中做到僅投入故障特征最明顯的阻抗測(cè)量元件6、傅里葉級(jí)數(shù)算法：和分別為各次偕波的正弦項(xiàng)和余弦項(xiàng)的振幅，和為基波正、余弦項(xiàng)的振幅。任意次偕波7、傅

10、氏算法的濾波特性：它假定被采樣信號(hào)是周期性的，符合這一假定時(shí)，它可以準(zhǔn)確地求出基頻分量，不僅能完全濾掉各種整次諧波和純直流分量，對(duì)非整次高頻分量和按指數(shù)衰減的非周期分量包含的低頻分量也有一定的抑制能力8、R-L模型算法僅用于計(jì)算線路阻抗，只能用于距離保護(hù)。 R-L模型算法的優(yōu)缺點(diǎn)： R-L模型算法的優(yōu)點(diǎn)是可以不必濾除非周期分量，只需使用低通濾波器，算法的總時(shí)窗很短，響應(yīng)速度快，不受電網(wǎng)頻率變化的影響。它存在的缺點(diǎn)是由于濾波器使用的是低通濾波器，獲得快速響應(yīng)的同時(shí)，頻率特性會(huì)變差，導(dǎo)致信號(hào)中噪聲成分比較大從而影響算法精度。9、傅氏算法和兩點(diǎn)乘積算法的比較：兩點(diǎn)乘積法要求用一個(gè)50Hz帶通濾波器獲

11、得基波正弦量，然后利用濾波器相隔5ms的兩點(diǎn)輸出，計(jì)算有效值及相位，因此它的總延時(shí)是濾波器的延時(shí)再加5ms。傅氏算法則是同時(shí)利用兩個(gè)對(duì)基頻信號(hào)的相移相差90°的數(shù)字濾波器，故a1（t）超前b1（t）為90°，同兩點(diǎn)乘積法相比，b1（t）相當(dāng)于兩點(diǎn)乘積法中第一點(diǎn)i1或u1，a1（t）相當(dāng)于第二點(diǎn)i2或u2，只是它不要再等5ms，它的數(shù)據(jù)窗長(zhǎng)度就等于濾波器數(shù)據(jù)窗的長(zhǎng)度20ms，因此說(shuō)傅氏算法和兩點(diǎn)乘積算法的本質(zhì)是統(tǒng)一的。10、算法的動(dòng)態(tài)特性：在n=0-9的時(shí)間內(nèi)，計(jì)算用的電壓和電流中，一部分是故障前的信號(hào)，另一部分是故障后的信號(hào)，因而計(jì)算得到的阻抗值介于負(fù)荷阻抗和短路阻抗之間，

12、部分利用故障前的數(shù)據(jù)，部分利用故障后的數(shù)據(jù)計(jì)算得到的阻抗值跟隨負(fù)荷阻抗單調(diào)下降，則在n=5時(shí)，計(jì)算值已低于整定值，就可以立即跳閘，反之，如果算法的動(dòng)態(tài)特性不是單調(diào)下降的，在n=0-9期間的計(jì)算值中，有可能比實(shí)際的短路阻抗還要低，則在有一次計(jì)算值低于整定值時(shí)就跳閘，這將導(dǎo)致誤動(dòng)作。 理想的動(dòng)態(tài)特性是單調(diào)下降的11、算法的選擇：1、全周傅氏算法、最小二乘方算法和R-L模型算法都構(gòu)成高壓線路阻抗保護(hù)，各有不同。2、傅氏算法是一種能夠能夠應(yīng)用于各種保護(hù)的算法，在實(shí)際中應(yīng)用比較多，一般要考慮衰減直流分量造成的計(jì)算誤差，并采取補(bǔ)救措施。3、應(yīng)用最小二乘法，在設(shè)計(jì)、選擇擬合模型時(shí)要顧及速度和精度兩方面的合理

13、折衷。4，R-L模型算法一般不單獨(dú)用于分布電容不可忽略的較長(zhǎng)線路可以和適當(dāng)?shù)臄?shù)字濾波器構(gòu)成高壓超高壓長(zhǎng)距離輸電線的距離保護(hù)。5、R-L算法只能用于計(jì)算輸電線路阻抗，因此多用于線路保護(hù)。全周傅氏算法、最小二乘方算法還用于元件保護(hù)、后備電流電壓保護(hù)以及一些序分量組成的保護(hù)，也用于諧波分析。第四章1、 程序出格：如果這條錯(cuò)誤的指令是轉(zhuǎn)移指令，微型機(jī)將立即離開(kāi)原程序的軌道，或者如果這條錯(cuò)誤的指令長(zhǎng)度和原指令不同，則下一條將執(zhí)行的指令操作碼可能是原程序中某個(gè)地址碼，如此繼續(xù)，導(dǎo)致微型機(jī)將完全背離原設(shè)計(jì)程序的流程。2、 干擾分為共模干擾和差模干擾.?？煽啃园ú徽`動(dòng)與不拒動(dòng)2、干擾源主要是通過(guò)保護(hù)裝置端子

14、從外界引入的浪涌3、干擾對(duì)微機(jī)保護(hù)造成的后果，主要表現(xiàn)在“讀”或“寫(xiě)”出錯(cuò)，最嚴(yán)重的錯(cuò)誤是程序出錯(cuò)。保護(hù)裝置對(duì)外連線的基本隔離措施端子種類交流輸入開(kāi)關(guān)量輸入開(kāi)關(guān)量輸出直流電源隔離措施變壓器，屏蔽層光電隔離光電隔離逆變電源 (高頻變壓器線圈間有屏蔽層）4、常用抗干擾措施：對(duì)輸入采樣值的抗干擾糾錯(cuò)運(yùn)算過(guò)程的校核糾錯(cuò)出口的閉鎖（防誤動(dòng)）a、不允許一條指令就出口b、中間加入核對(duì)程序程序出格的自恢復(fù)（防拒動(dòng)）軟件上提高保護(hù)可靠性的措施1> 抗干擾措施 （1）對(duì)輸入采樣的抗干擾糾錯(cuò)，利用默寫(xiě)輸入量之間錯(cuò)在的規(guī)律（2）運(yùn)算過(guò)程的校核糾偏：復(fù)算，或數(shù)據(jù)窗移位或復(fù)算（3）出口的閉鎖：不允許一條指令就出口；

15、中間加入核對(duì)程序（4）程序出格的自恢復(fù)。2> 希望能夠做到內(nèi)部任意原件損壞時(shí)都不會(huì)引起誤動(dòng)，并能立即自動(dòng)檢測(cè)出并發(fā)出警報(bào)。.5、看門(mén)狗電路6、為什么微機(jī)保護(hù)具有較高的抗干擾性：可靠性對(duì)微機(jī)保護(hù)而言主要有兩個(gè)問(wèn)題：一是微機(jī)保護(hù)的抗干擾問(wèn)題，二是裝置內(nèi)部元件出現(xiàn)損壞時(shí)的對(duì)策，在抗干擾方面，微機(jī)保護(hù)有它獨(dú)到之處，由于讀或?qū)懗鲥e(cuò)導(dǎo)致保護(hù)誤動(dòng)作的可能性很小，并且一般的出錯(cuò)都會(huì)有相應(yīng)的一系列措施，予以自動(dòng)糾正第五章1、引起中斷的原因，或能發(fā)出中斷申請(qǐng)的來(lái)源，稱為中斷源2、中斷源分為：定時(shí)器中斷、通信中斷、異常中斷3、提高電流保護(hù)靈敏度的方法：保護(hù)的設(shè)計(jì)跳出“單個(gè)繼電器”的概念和范疇，同時(shí)，利用微機(jī)的

16、優(yōu)勢(shì)和故障的特點(diǎn)，在相同模擬量輸入的情況下，考慮電流保護(hù)整定值隨故障類型的不同而自動(dòng)調(diào)整，從而有效的提高電流保護(hù)的靈敏4、微機(jī)保護(hù)的程序結(jié)構(gòu)主要有：順序結(jié)構(gòu)、切換結(jié)構(gòu)和混合結(jié)構(gòu)。就中斷流程的執(zhí)行時(shí)間來(lái)說(shuō)，具體的采樣間隔時(shí)間應(yīng)滿足如下要求：（1）順序法 （2）切換法 （3）混合法 5、在電流保護(hù)的終端服務(wù)程序中，如何實(shí)現(xiàn)段電流的延時(shí)動(dòng)作。答：可以在中斷服務(wù)程序中設(shè)置一個(gè)計(jì)數(shù)單元，每次進(jìn)入后進(jìn)行加1操作，達(dá)到設(shè)定的延時(shí)后斷路器動(dòng)作跳閘。AD7665的數(shù)據(jù)采集流程圖1、控制PB0PB30，從而控制多路轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)的A0A3，將0 通道的模擬量連接到A/D的輸入端Usr。2、控制PB40，使 0，觸發(fā)AD

17、7665 開(kāi)始轉(zhuǎn)換.3、判斷這一次的A/D 轉(zhuǎn)換是否結(jié)束。按照AD7665的轉(zhuǎn)換速率，這個(gè)時(shí)間約為2us。正是由于采用了查詢BUSY 狀態(tài)的方法，因此，將這種方式叫做查詢方式.4、 當(dāng)A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)束后，控制PB4（ ）1 和PB5（ ，讀）0，讓AD7665器件將轉(zhuǎn)換結(jié)果送到并行輸出端DATA15DATA0。5、 微型機(jī)讀取A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)果，并按照一定的格式存入循環(huán)寄存器中，以便機(jī)對(duì)新的采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、計(jì)算和判斷。循環(huán)寄存器較為典型的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)格式。“第1個(gè)時(shí)刻的采樣值存放區(qū)”將被第(N ×M +1)。6、 修改存數(shù)指針（圖中用POINT 表示）為下一個(gè)存數(shù)的單元，同時(shí)，控制 為1 電平，收回讀A/D 數(shù)據(jù)的命令，準(zhǔn)備下一次A/D 轉(zhuǎn)換。7、判斷本次采樣時(shí)刻的所有模擬量是否都已經(jīng)轉(zhuǎn)換完畢。如果還有模擬量沒(méi)有轉(zhuǎn)換，則控制PB0PB3，使通道號(hào)1，控制多路轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)切換到下一個(gè)模擬量。于是，重復(fù)2）7）的過(guò)程，進(jìn)行下一個(gè)模擬量的A/D 轉(zhuǎn)換。8、當(dāng)本次采樣時(shí)刻的所有模擬量都已轉(zhuǎn)換結(jié)束，則判斷存數(shù)指針POINT 是否超出了循環(huán)