微機保護裝置硬體設計

『壹』 微機保護是有哪兩個部分組成的呢

發布時間:13-05-23
關注次數：微機保護是用微型計算機構成的繼電保護，是電力系統繼電保護的發展方向（現已基本實現，尚需發展），它具有高可靠性，高選擇性，高靈敏度。微機保護裝置硬體包括微處理器（單片機）為核心，配以輸入、輸出通道，人機介面和通訊介面等.該系統廣泛應用於電力、石化、礦山冶煉、鐵路以及民用建築等。微機的硬體是通用的，而保護的性能和功能是由軟體決定。微機保護由硬體和軟體兩部分組成。
微機保護的軟體由初始化模塊、數據採集管理模塊、故障檢出模塊、故障計算模塊、自檢模塊等組成。
通常微機保護的硬體電路由六個功能單元構成，即數據採集系統、微機主系統、開關量輸入輸出電路、工作電源、通信介面和人機對話系統。
微機保護裝置的數字核心一般由CPU、存儲器、定時器/計數器、Watchdog等組成。

『貳』 微機變壓器差動保護裝置設計

我是管銷售的，這要問工程師

『叄』 簡述微機保護硬體電路的構成及各部分的作用。

這是浙江華健HJ501F微機綜合保護裝置的硬體原理和作用。請參考。
結構
採用標准機箱，整面板、背插式結構，嵌入式、後接線安裝
方式，強弱電隔離，大大加強了其產品的電氣性能。
本裝置的插件上包括CPU插件、AC和TRIP插件：其中CPU

插件
插件為裝置的核心，為高度集成的CPU,其中包括了RAM、Flash
Memory和AD等晶元的功能；AC插件包括電源和模擬量採集；
TRIP插件包括出口、開入和操作迴路。

◆ CPU1）
CPU系統
CPU系統由微處理器CPU、RAM、ROM、Flash Memory等
構成。包括高性能的64位微處理器CPU，大容量的ROM、RAM
及Flash Memory，使得該CPU模件具有極強的數據處理及記錄能
力，可以實現各種復雜的故障處理方案和記錄大量的故障數據，
可記錄的事件數不少於500次。保護定值等運行配置信息也存入該
存儲器中，這些信息在裝置掉電後均不會丟失。

2）開關量輸入及輸出部分
開入量分為內部開入和外部開入，內部開入採用DC5V開
入，電源由裝置電源本身提供，外部開入採用一級光耦，實現
DC220V直接輸入電平。
開出是用於驅動出口的繼電器， 共有2個，一個為跳閘繼電
器，一個為合閘繼電器。

3)通信部分
本插件內含通信速度極高、具備通用性介面的RS485匯流排網
絡晶元，RS485網為本裝置接入系統的主要通信介面。

4)時鍾迴路
插件內設置了硬體時鍾迴路,採用的時鍾晶元精度高,並配有電
池以掉電保持。
另外，CPU插件採用了多層印製板及表面封裝工藝，外觀小
巧，結構緊湊，大大提高了裝置的可靠性及抗電磁干擾能力。
◆ 開入、開出及操作迴路
1)外部開入迴路：設置有8路外部開入迴路，均採用DC220V
直接開入方式，裝置軟體採取了防抖措施，避免了誤發信。
2)邏輯繼電器：邏輯繼電器由CPU插件直接驅動，這類繼電
器包括：跳閘繼電器、合閘繼電器。
3)操作迴路：DC220V或AC220為操作電源，它由各種操作
迴路跳閘繼電器組成。其中包括了跳閘位置繼電器（TWJ）、合
閘位置繼電器（HWJ）、手動跳閘繼電器STJ、跳閘保持繼電器
TBJ、合閘保持繼電器HBJ等。跳閘、合閘保持電流的調整採用自
適應方式，范圍0.5A～4A，採用此種電路避免了跳合閘參數變化
後需更換相應繼電器的麻煩。

◆ 交直流迴路
人機對話（MMI）插件主要功能是顯示保護CPU輸出的信
息，本插件上的顯示窗口採用四行，每行八個漢字的液晶顯示
器，人機界面清晰易懂，配置通用的鍵盤操作方式，使得人機對
話操作方便、簡單。本插件上還配置了燈光指示信息，使本裝置
的運行信息更為直觀。
1)直流逆變電源：DC220V電壓輸入經抗干擾濾波迴路後,利
用逆變原理輸出本裝置需要直流電壓,且採用浮地方式,同外殼不相
連。
2)模擬量採集：外部電流經隔離互感器隔離變換後，由低通
濾波器輸入至模數變換器，CPU經采樣數字處理後，構成各種數
字式保護繼電器，並實時計算各種測量值。UA、UB、UC 、U0
、IA、IB、IC、I0端子為保護模擬量輸入, Ia、Ib、Ic為測量模擬量
輸入。

人機對話插件（MMI）
人機對話（MMI）插件主要功能是顯示保護CPU輸出的信
息，本插件上的顯示窗口採用四行，每行八個漢字的液晶顯示
器，人機界面清晰易懂，配置通用的鍵盤操作方式，使得人機對
話操作方便、簡單。本插件上還配置了燈光指示信息，使本裝置
的運行信息更為直觀。

『肆』 【微機保護原理】微機保護裝置是如何工作的

微機保護裝置實際上是一種新興的智能斷電保護裝置，由單片微機智能控制，能夠保證器械斷電時不發生相關的危險，其內部構成由五個部分組成，分別有信號輸入電路，單片微機系統，人機介面，電源和輸出通道迴路部分，五個部分相互工作但彼此配合。

1.信號輸入電路

信號輸入電路是用來收取相關操作信息的電路系統，一般輸入的信號分為兩個種類，一種是開關量信號，另外一種是模擬量信號。輸入電路的作用就是以最完善的方式處理這兩種信號，並完成整個系統的信號輸入介面的功能，保證其他系統能夠正常工作。開關量信號通常需要進行轉換，而輸入的電壓和電流就是模擬量信號。

2.單片微機系統

單片微機系統是整個微機保護裝置的核心，通常是由單片微機和擴展晶元構成的，當然，它不僅僅是由這些硬體系統構成的，它還包括很多存儲在存儲器里的軟體系統。整個單片微機系統的主要工作是數值計算、測量、邏輯運算及對整個系統的控制和記錄，而這些工作通常對硬體的要求非常特殊，它需要CPU對整個過程進行控制，並且完美銜接。單片微機系統可以是單CPU或多CPU系統，目前，大部分復雜的系統均已採用多CPU模式對系統進行控制，較為簡單的系統則可以採用單CPU進行控制。

3.人機介面部分

如同電腦一樣，在大多數情況下，單片微機系統還需要人為地對其進行干預，為了適應工作環境和方式的轉變，需要人為地對系統進行改變，包括數值輸入、控制方式等信息。這些動作可以通過鍵盤、液晶顯示屏、列印等方式實現。

4.輸出通道

對控制的對象進行控制並輸出的出口通道即輸出通道。輸出通道需要在系統工作時將小功率信號改為大功率信號，並滿足輸出的大功率需求。在此過程中，控制人員必須要防止控制的對象對微機系統的反饋干擾，為了解決這個問題，我們通常會在輸出通道中進行光隔離處理。被控對象與微機系統之間的介面電路系統，這便是輸出通道。

5.電源部分

電源系統我想大部分都應該了解，沒有電源系統就無法工作。但是微機保護系統對電源的要求較高，通常會要求提供動力的電源時逆變電源，即能夠將直流電逆變為交流電，再將交流電轉變為系統所需的直流電，這樣可以加強系統的抗干擾能力。

目前，所有的微機保護裝置均是以上述五個模塊功能進行模塊化設計，只不過會根據具體需求設計不同的模塊組合和數量，這也使得微機保護裝置不論是在設計、使用還是在維護的過程中都給了人們極大的方便。微機保護系統必然是一個很受歡迎的保護系統。

『伍』 微機保護系統硬體組成幾個部分作用

微機保護的硬體電路一般由六個功能單元組成，即數據採集系統、微機主系統、開關輸入輸出電路、工作電源、通信介面和人機對話系統。

傳統的繼電保護裝置使輸入電流和電壓信號模擬量之間的直接比較和計算，使得模擬量比較和計算給定的機械數量（如彈簧扭矩）或電量（如閾值電壓）的設備決定是否旅行。

計算機系統只能進行數字運算或邏輯運算，所以微機保護的工作過程大致如下：電力系統故障時，故障電力轉換為數字量通過模擬輸入系統，然後進入計算機的中央處理器（CPU），保護故障信息根據相應的演算法和程序操作，和操作的結果相比，在任何時間設置為給定值，判斷是否發生故障。

一旦在該區域確認故障，根據斷路器的電流狀態和開關量輸入跳閘繼電器，跳閘信號由開關量輸出系統發出，故障信息顯示並列印出來。

(5)微機保護裝置硬體設計擴展閱讀：

微機保護裝置使用最新的硬體晶元提高技術成熟，使用80c196kbCPU、測量14A／D轉換、模擬輸入電路多達24路，使用信號處理晶元DSP處理收集數據，使用快速傅里葉變換，得到基波諧波8次，特殊的軟體自動校正，確保測量精度高。

採用雙埠RAM和CPU進行數據轉換，形成多CPU系統，採用CAN匯流排進行通信。它具有通信速率高（高達100MHZ，運行在80或60MHZ）和抗干擾能力強的特點。通過鍵盤和液晶顯示單元可以方便地進行現場觀察和各種保護方法及保護參數。

復制（或數據採集系統）CPU主系統開／關（或數字）輸入／輸出系統模擬輸入系統，主要是將模擬量正確地轉換成所需的數字量。CPU主系統主要對模擬輸入系統的原始數據進行分析處理，完成各種繼電保護功能。

開關數量（或數字數量）輸入／輸出系統，完成各種保護出口跳閘。信號報警。外部接觸輸入和人機對話等功能。

『陸』 線路微機保護裝置設計與實現論文

1、 微機保抄護集測量、控制、監視、保護、通信等多種功能於一體的電力自動化高新技術產品,是構成智能化開關櫃的理想電器單元。 2、多種功能的高度集成，靈活的配置，友好的人機界面，使得該通用型微機綜合保護裝置可作為35KV及以下電壓等級的不接.

『柒』 微機保護裝置硬體主要包括哪幾部分各部分的作用是什麼

通常微機保護的硬體電路由六個功能單元構成，即數據採集系統、微機主系統、開關量輸入輸出電路、工作電源、通信介面和人機對話系統。

傳統的繼電保護裝置是使輸入的電流、電壓信號直接在模擬量之間進行比較和運算處理，使模擬量與裝置中給定的機械量（如彈簧力矩）或電氣量（如門檻電壓）進行比較和運算處理，決定是否跳閘。

計算機系統只能作數字運算或邏輯運算，因此微機保護的工作過程大致是：當電力系統發生故障時，故障電氣量通過模擬量輸入系統轉換成數字量，然後送入計算機的中央處理器，對故障信息按相應的保護演算法和程序進行運算，且將運算的結果隨時與給定的整定值進行比較，判別是否發生故障。

一旦確認區內故障發生，根據開關量輸入的當前斷路器和跳閘繼電器的狀態，經開關量輸出系統發出跳閘信號，並顯示和列印故障信息。

(7)微機保護裝置硬體設計擴展閱讀

微機保護裝置硬體採用最新的晶元提高了技術上的先進性，CPU採用80C196KB，測量為14位A/D轉換，模擬量輸入迴路多達24路，採到的數據用DSP信號處理晶元進行處理，利用高速傅氏變換，得到基波到8次的諧波，特殊的軟體自動校正，確保了測量的高精度。

利用雙口RAM與CPU變換數據，就構成一個多CPU系統，通信採用CAN匯流排。具有通信速率高（可達100MHZ，運行在80或60MHZ）抗干擾能力強等特點。通過鍵盤與液晶顯示單元可以方便的進行現場觀察與各種保護方式與保護參數的設定。

『捌』 微機保護的基本構成和主要部分的功能有哪些

1、微機保護由硬體和軟體兩部分組成。

微機保護的軟體由初始化模塊、數據採集管專理模塊、故障檢出屬模塊、故障計算模塊、自檢模塊等組成。通常微機保護的硬體電路由六個功能單元構成，即數據採集系統、微機主系統、開關量輸入輸出電路、工作電源、通信介面和人機對話系統。

2、保護功能

定時限/反時限保護、後加速保護、過負荷保護、負序電流保護、零序電流保護、單相接地選線保護、過電壓保護、低電壓保護、失壓保護。

負序電壓保護、風冷控制保護、零序電壓保護、低周減載保護、低壓解列保護、重合閘保護、備自投保護、過熱保護、過流保護、逆功率保護、差動保護、啟動時間過長保護、非電量保護等。

(8)微機保護裝置硬體設計擴展閱讀：

運行原理：

微機保護裝置的數字核心一般由CPU、存儲器、定時器/計數器、Watchdog等組成。目前數字核心的主流為嵌入式微控制器（MCU）。

即通常所說的單片機;輸入輸出通道包括模擬量輸入通道（模擬量輸入變換迴路（將CT、PT所測量的量轉換成更低的適合內部A/D轉換的電壓量，±2.5V、±5V或±10V）、低通濾波器及采樣、A/D轉換）和數字量輸入輸出通道（人機介面和各種告警信號、跳閘信號及電度脈沖等）。

『玖』 微機保護裝置的微機保護裝置的特點

微機保護裝置除了具有上述微機保護的優點之外，與同類產品比較具有以下特點：
（1）品種齊全：微機保護裝置，品種特別齊全，可以滿足各種類型變配電站的各種設備的各種保護要求，這就給變配電站設計及計算機聯網提供了很大方便。
（2）硬體採用最新的晶元提高了技術上的先進性，CPU採用80C196KB，測量為14位A/D轉換，模擬量輸入迴路多達24路，採到的數據用DSP信號處理晶元進行處理，利用高速傅氏變換，得到基波到8次的諧波，特殊的軟體自動校正，確保了測量的高精度。利用雙口RAM與CPU變換數據，就構成一個多CPU系統，通信採用CAN匯流排。具有通信速率高（可達100MHZ，一般運行在80或60MHZ）抗干擾能力強等特點。通過鍵盤與液晶顯示單元可以方便的進行現場觀察與各種保護方式與保護參數的設定。
（3）硬體設計在供電電源，模擬量輸入，開關量輸入與輸出，通信介面等採用了特殊的隔離與抗干擾措施，抗干擾能力強，除集中組屏外，可以直接安裝於開關櫃上。
（4）軟體功能豐富，除完成各種測量與保護功能外，通過與上位處理計算機配合，可以完成故障錄波（1秒高速故障記錄與9秒故障動態記錄），諧波分析與小電流接地選線等功能。
（5）可選用RS232和CAN通信方式，支持多種遠動傳輸規約，方便與各種計算機管理系統聯網。
（6）採用寬溫帶背景240×128大屏幕LCD液晶顯示器，操作方便、顯示美觀。
（7）集成度高、體積小、重量輕，便於集中組屏安裝和分散安裝於開關櫃上。