? 華意電力是一家專業(yè)研發(fā)生產(chǎn)微機繼電保護測試儀的廠家，本公司生產(chǎn)的微機繼電保護測試儀在行業(yè)內(nèi)都廣受好評，以打造最具權(quán)威的“微機繼電保護測試儀“高壓設(shè)備供應(yīng)商而努力。
? 自從微型機引入繼電保護以來，微機保護在利用故障分量方面取得了長足的進步，另一方面，結(jié)合了自適應(yīng)理論的自適應(yīng)式微機保護也得到較大發(fā)展，同時，計算機通信和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展及其在系統(tǒng)中的廣泛應(yīng)用，使得變電站和發(fā)電廠的集成控制、綜合自動化更易實現(xiàn)。未來幾年內(nèi)，微機保護將朝著高可靠性、簡便性、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、光學互感器實現(xiàn)連接；同時，充分利用計算機的計算速度、數(shù)據(jù)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(jié)合模糊理論、自適應(yīng)原理、行波原理、小波技術(shù)等，設(shè)計出性能更優(yōu)良和維護工作量更少的微機保護設(shè)備。
微機保護硬件系統(tǒng)包含以下四個部分?
（l）數(shù)據(jù)采集單元即模擬量輸入系統(tǒng)。包括電壓形成、模擬濾波、采樣保持、多路轉(zhuǎn)換以及模數(shù)轉(zhuǎn)換等功能塊，完成將模擬輸入量準確地轉(zhuǎn)換為所需的數(shù)字量。?
（2）數(shù)據(jù)處理單元即微機主系統(tǒng)。包括微處理器，只讀存儲器、隨機存取存儲器以及定時器等。微處理器執(zhí)行存放在只讀存儲器中的程序，對由數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)輸入至隨機存取存儲器中的數(shù)據(jù)進行分析處理，以完成各種繼電保護的功能。?
（3）數(shù)字量輸入／輸出接口即開關(guān)量輸入輸出系統(tǒng)。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，外部接點輸入及人機對話等功能。?
（4）通信接口。包括通訊接口電路及接口以實現(xiàn)多機通訊或聯(lián)網(wǎng)。
微機保護硬件各子系統(tǒng)電路構(gòu)成原理
數(shù)據(jù)采集單元?
（l）電壓形成?
? 微機保護要從被保護設(shè)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(shù)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(shù)轉(zhuǎn)換器。因此，一般采用中間變換器來實現(xiàn)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(cè)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極短的時間內(nèi)測量模擬輸入量在該時刻的瞬時值，并在模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器進行轉(zhuǎn)換的期間內(nèi)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，同時抑制無用頻率信號的電路。隨著數(shù)字處理技術(shù)的發(fā)展，除了模擬濾波器之外，還出現(xiàn)了數(shù)字濾波器。?
? 對微機保護系統(tǒng)來說，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高的要求。但實際上目前大多數(shù)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(shù)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。低于fs／2的其它暫態(tài)頻率分量，可以通過數(shù)字濾波來濾除。還應(yīng)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嚴格的要求。模擬低通濾波器通常可分為兩大類，一類是無源濾波器，由RLC元件構(gòu)成；另一類是有源濾波器，主要由集成運算放大器和RC元件構(gòu)成。?
（4）模數(shù)轉(zhuǎn)換器（A／D轉(zhuǎn)換器）?
? 在微機保護中，常需將檢測到的連續(xù)變化的模擬量如轉(zhuǎn)化成離散的數(shù)字量，才能輸入到單片微機中進行處理。實現(xiàn)模擬量變換成數(shù)字量的設(shè)備稱為模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC），簡稱?A／D。?
? 根據(jù)?A／D轉(zhuǎn)換器的原理可將其分成兩大類。一類是直接型?A／D轉(zhuǎn)換器，另一類是間接型?A／D轉(zhuǎn)換器。在直接型A／D轉(zhuǎn)換器中，輸入的模擬電壓被直接轉(zhuǎn)換成數(shù)字代碼，不經(jīng)任何中間變量；在間接型?A／D轉(zhuǎn)換器中，首先把輸入的模擬電壓轉(zhuǎn)換成某種中間變量（頻率），然后再把這個中間變量轉(zhuǎn)換成數(shù)字代碼輸出。目前A／D轉(zhuǎn)換器的種類很多，但應(yīng)用較廣泛的主要有三種類型。逐次逼近式A／D轉(zhuǎn)換器、雙積分式A／D轉(zhuǎn)換器和?VFC變換式?A／D轉(zhuǎn)換器。
繼電保護技術(shù)是向著計算機化、智能化和數(shù)據(jù)通信一體化的方向發(fā)展。隨著計算機硬件的快速發(fā)展。電力系統(tǒng)對微機保護的要求也在不斷的提高當中，繼電保護裝置應(yīng)該具有大容量的數(shù)據(jù)的長期存放的一個空間，這樣才能夠做到需要的時候快速處理這些數(shù)據(jù)，：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共享所有數(shù)據(jù)的信息，使得繼電保護裝置能夠具備計算機的所欲功能。為了保證整個電力系統(tǒng)能夠安全運行，各個保護單元要能夠協(xié)調(diào)工作，所以，實現(xiàn)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(shù)據(jù)通信一體化的計算機裝置安裝保護設(shè)備，通過計算機網(wǎng)絡(luò)可以免除大量的控制電纜。
研究和實踐證明，與傳統(tǒng)的繼電保護相比較，微機保護有許多優(yōu)點，其主要特點如下：??
1．改善和提高繼電保護的動作特征和性能，動作正確率高。主要表現(xiàn)在能得到常規(guī)保護不易?獲得的特性；其很強的記憶力能更好地實現(xiàn)故障分量保護；可引進自動控制、新的數(shù)學理論和技術(shù)，如自適應(yīng)、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、自動重合閘、故障錄波、故障測距等功能。??
3．工藝結(jié)構(gòu)條件優(yōu)越。體現(xiàn)在硬件比較通用，制造容易統(tǒng)一標準；裝置體積小，減少了盤位數(shù)量；功耗低。
? 我國從7O年代末即已開始了計算機繼電保護的研究，高等院校和科院起著先導的作用。華中理工大學、東南大學、華北電力學院、西安交通大學、天津大學、上海交通大學、重慶大學和南京電力自動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年原華北電力學院研制的輸?電線路微機保護裝置首先通過鑒定，并在系統(tǒng)中獲得應(yīng)用，揭開了我國繼電保護發(fā)展史上新的一頁，為微機保護的推廣開辟了道路。在主設(shè)備保護方?面，東南大學和華中理工大學研制的發(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年通過鑒定，投入運行。南京電力自動化研究院研制的微機線路保護裝置也于1991年通過鑒定。天津大學與南京電力自動化設(shè)備廠合作研制的微機相電壓補償式方向高頻保護，西安交通?大學與許昌繼電器廠合作研制的正序故障分量方向高頻保護也相繼于1993、1996年通過鑒定。至此，不同原理、不同機型的微機線路和主設(shè)備保護各具特色，為電力系統(tǒng)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。可以說從90年代開始我國繼電保護技術(shù)已進入了微機保護的時代。隨著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(yīng)用于實際之中。
? 隨著電力系統(tǒng)的高速發(fā)展和計算機技術(shù)、通信技術(shù)的進步，繼電保護技術(shù)面臨著進一步發(fā)展的趨勢。國內(nèi)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(shù)據(jù)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)，也開辟了活動的廣闊天地。總之，微機保護必將隨著各種技術(shù)的進步和發(fā)展呈現(xiàn)更新的特征，也將獲得更廣泛的應(yīng)用。