微机保护装置硬件设计

『壹』 微机保护是有哪两个部分组成的呢

发布时间:13-05-23
关注次数：微机保护是用微型计算机构成的继电保护，是电力系统继电保护的发展方向（现已基本实现，尚需发展），它具有高可靠性，高选择性，高灵敏度。微机保护装置硬件包括微处理器（单片机）为核心，配以输入、输出通道，人机接口和通讯接口等.该系统广泛应用于电力、石化、矿山冶炼、铁路以及民用建筑等。微机的硬件是通用的，而保护的性能和功能是由软件决定。微机保护由硬件和软件两部分组成。
微机保护的软件由初始化模块、数据采集管理模块、故障检出模块、故障计算模块、自检模块等组成。
通常微机保护的硬件电路由六个功能单元构成，即数据采集系统、微机主系统、开关量输入输出电路、工作电源、通信接口和人机对话系统。
微机保护装置的数字核心一般由CPU、存储器、定时器/计数器、Watchdog等组成。

『贰』 微机变压器差动保护装置设计

我是管销售的，这要问工程师

『叁』 简述微机保护硬件电路的构成及各部分的作用。

这是浙江华健HJ501F微机综合保护装置的硬件原理和作用。请参考。
结构
采用标准机箱，整面板、背插式结构，嵌入式、后接线安装
方式，强弱电隔离，大大加强了其产品的电气性能。
本装置的插件上包括CPU插件、AC和TRIP插件：其中CPU

插件
插件为装置的核心，为高度集成的CPU,其中包括了RAM、Flash
Memory和AD等芯片的功能；AC插件包括电源和模拟量采集；
TRIP插件包括出口、开入和操作回路。

◆ CPU1）
CPU系统
CPU系统由微处理器CPU、RAM、ROM、Flash Memory等
构成。包括高性能的64位微处理器CPU，大容量的ROM、RAM
及Flash Memory，使得该CPU模件具有极强的数据处理及记录能
力，可以实现各种复杂的故障处理方案和记录大量的故障数据，
可记录的事件数不少于500次。保护定值等运行配置信息也存入该
存储器中，这些信息在装置掉电后均不会丢失。

2）开关量输入及输出部分
开入量分为内部开入和外部开入，内部开入采用DC5V开
入，电源由装置电源本身提供，外部开入采用一级光耦，实现
DC220V直接输入电平。
开出是用于驱动出口的继电器， 共有2个，一个为跳闸继电
器，一个为合闸继电器。

3)通信部分
本插件内含通信速度极高、具备通用性接口的RS485总线网
络芯片，RS485网为本装置接入系统的主要通信接口。

4)时钟回路
插件内设置了硬件时钟回路,采用的时钟芯片精度高,并配有电
池以掉电保持。
另外，CPU插件采用了多层印制板及表面封装工艺，外观小
巧，结构紧凑，大大提高了装置的可靠性及抗电磁干扰能力。
◆ 开入、开出及操作回路
1)外部开入回路：设置有8路外部开入回路，均采用DC220V
直接开入方式，装置软件采取了防抖措施，避免了误发信。
2)逻辑继电器：逻辑继电器由CPU插件直接驱动，这类继电
器包括：跳闸继电器、合闸继电器。
3)操作回路：DC220V或AC220为操作电源，它由各种操作
回路跳闸继电器组成。其中包括了跳闸位置继电器（TWJ）、合
闸位置继电器（HWJ）、手动跳闸继电器STJ、跳闸保持继电器
TBJ、合闸保持继电器HBJ等。跳闸、合闸保持电流的调整采用自
适应方式，范围0.5A～4A，采用此种电路避免了跳合闸参数变化
后需更换相应继电器的麻烦。

◆ 交直流回路
人机对话（MMI）插件主要功能是显示保护CPU输出的信
息，本插件上的显示窗口采用四行，每行八个汉字的液晶显示
器，人机界面清晰易懂，配置通用的键盘操作方式，使得人机对
话操作方便、简单。本插件上还配置了灯光指示信息，使本装置
的运行信息更为直观。
1)直流逆变电源：DC220V电压输入经抗干扰滤波回路后,利
用逆变原理输出本装置需要直流电压,且采用浮地方式,同外壳不相
连。
2)模拟量采集：外部电流经隔离互感器隔离变换后，由低通
滤波器输入至模数变换器，CPU经采样数字处理后，构成各种数
字式保护继电器，并实时计算各种测量值。UA、UB、UC 、U0
、IA、IB、IC、I0端子为保护模拟量输入, Ia、Ib、Ic为测量模拟量
输入。

人机对话插件（MMI）
人机对话（MMI）插件主要功能是显示保护CPU输出的信
息，本插件上的显示窗口采用四行，每行八个汉字的液晶显示
器，人机界面清晰易懂，配置通用的键盘操作方式，使得人机对
话操作方便、简单。本插件上还配置了灯光指示信息，使本装置
的运行信息更为直观。

『肆』 【微机保护原理】微机保护装置是如何工作的

微机保护装置实际上是一种新兴的智能断电保护装置，由单片微机智能控制，能够保证器械断电时不发生相关的危险，其内部构成由五个部分组成，分别有信号输入电路，单片微机系统，人机接口，电源和输出通道回路部分，五个部分相互工作但彼此配合。

1.信号输入电路

信号输入电路是用来收取相关操作信息的电路系统，一般输入的信号分为两个种类，一种是开关量信号，另外一种是模拟量信号。输入电路的作用就是以最完善的方式处理这两种信号，并完成整个系统的信号输入接口的功能，保证其他系统能够正常工作。开关量信号通常需要进行转换，而输入的电压和电流就是模拟量信号。

2.单片微机系统

单片微机系统是整个微机保护装置的核心，通常是由单片微机和扩展芯片构成的，当然，它不仅仅是由这些硬件系统构成的，它还包括很多存储在存储器里的软件系统。整个单片微机系统的主要工作是数值计算、测量、逻辑运算及对整个系统的控制和记录，而这些工作通常对硬件的要求非常特殊，它需要CPU对整个过程进行控制，并且完美衔接。单片微机系统可以是单CPU或多CPU系统，目前，大部分复杂的系统均已采用多CPU模式对系统进行控制，较为简单的系统则可以采用单CPU进行控制。

3.人机接口部分

如同电脑一样，在大多数情况下，单片微机系统还需要人为地对其进行干预，为了适应工作环境和方式的转变，需要人为地对系统进行改变，包括数值输入、控制方式等信息。这些动作可以通过键盘、液晶显示屏、打印等方式实现。

4.输出通道

对控制的对象进行控制并输出的出口通道即输出通道。输出通道需要在系统工作时将小功率信号改为大功率信号，并满足输出的大功率需求。在此过程中，控制人员必须要防止控制的对象对微机系统的反馈干扰，为了解决这个问题，我们通常会在输出通道中进行光隔离处理。被控对象与微机系统之间的接口电路系统，这便是输出通道。

5.电源部分

电源系统我想大部分都应该了解，没有电源系统就无法工作。但是微机保护系统对电源的要求较高，通常会要求提供动力的电源时逆变电源，即能够将直流电逆变为交流电，再将交流电转变为系统所需的直流电，这样可以加强系统的抗干扰能力。

目前，所有的微机保护装置均是以上述五个模块功能进行模块化设计，只不过会根据具体需求设计不同的模块组合和数量，这也使得微机保护装置不论是在设计、使用还是在维护的过程中都给了人们极大的方便。微机保护系统必然是一个很受欢迎的保护系统。

『伍』 微机保护系统硬件组成几个部分作用

微机保护的硬件电路一般由六个功能单元组成，即数据采集系统、微机主系统、开关输入输出电路、工作电源、通信接口和人机对话系统。

传统的继电保护装置使输入电流和电压信号模拟量之间的直接比较和计算，使得模拟量比较和计算给定的机械数量（如弹簧扭矩）或电量（如阈值电压）的设备决定是否旅行。

计算机系统只能进行数字运算或逻辑运算，所以微机保护的工作过程大致如下：电力系统故障时，故障电力转换为数字量通过模拟输入系统，然后进入计算机的中央处理器（CPU），保护故障信息根据相应的算法和程序操作，和操作的结果相比，在任何时间设置为给定值，判断是否发生故障。

一旦在该区域确认故障，根据断路器的电流状态和开关量输入跳闸继电器，跳闸信号由开关量输出系统发出，故障信息显示并打印出来。

(5)微机保护装置硬件设计扩展阅读：

微机保护装置使用最新的硬件芯片提高技术成熟，使用80c196kbCPU、测量14A／D转换、模拟输入电路多达24路，使用信号处理芯片DSP处理收集数据，使用快速傅里叶变换，得到基波谐波8次，特殊的软件自动校正，确保测量精度高。

采用双端口RAM和CPU进行数据转换，形成多CPU系统，采用CAN总线进行通信。它具有通信速率高（高达100MHZ，运行在80或60MHZ）和抗干扰能力强的特点。通过键盘和液晶显示单元可以方便地进行现场观察和各种保护方法及保护参数。

复制（或数据采集系统）CPU主系统开／关（或数字）输入／输出系统模拟输入系统，主要是将模拟量正确地转换成所需的数字量。CPU主系统主要对模拟输入系统的原始数据进行分析处理，完成各种继电保护功能。

开关数量（或数字数量）输入／输出系统，完成各种保护出口跳闸。信号报警。外部接触输入和人机对话等功能。

『陆』 线路微机保护装置设计与实现论文

1、 微机保抄护集测量、控制、监视、保护、通信等多种功能于一体的电力自动化高新技术产品,是构成智能化开关柜的理想电器单元。 2、多种功能的高度集成，灵活的配置，友好的人机界面，使得该通用型微机综合保护装置可作为35KV及以下电压等级的不接.

『柒』 微机保护装置硬件主要包括哪几部分各部分的作用是什么

通常微机保护的硬件电路由六个功能单元构成，即数据采集系统、微机主系统、开关量输入输出电路、工作电源、通信接口和人机对话系统。

传统的继电保护装置是使输入的电流、电压信号直接在模拟量之间进行比较和运算处理，使模拟量与装置中给定的机械量（如弹簧力矩）或电气量（如门槛电压）进行比较和运算处理，决定是否跳闸。

计算机系统只能作数字运算或逻辑运算，因此微机保护的工作过程大致是：当电力系统发生故障时，故障电气量通过模拟量输入系统转换成数字量，然后送入计算机的中央处理器，对故障信息按相应的保护算法和程序进行运算，且将运算的结果随时与给定的整定值进行比较，判别是否发生故障。

一旦确认区内故障发生，根据开关量输入的当前断路器和跳闸继电器的状态，经开关量输出系统发出跳闸信号，并显示和打印故障信息。

(7)微机保护装置硬件设计扩展阅读

微机保护装置硬件采用最新的芯片提高了技术上的先进性，CPU采用80C196KB，测量为14位A/D转换，模拟量输入回路多达24路，采到的数据用DSP信号处理芯片进行处理，利用高速傅氏变换，得到基波到8次的谐波，特殊的软件自动校正，确保了测量的高精度。

利用双口RAM与CPU变换数据，就构成一个多CPU系统，通信采用CAN总线。具有通信速率高（可达100MHZ，运行在80或60MHZ）抗干扰能力强等特点。通过键盘与液晶显示单元可以方便的进行现场观察与各种保护方式与保护参数的设定。

『捌』 微机保护的基本构成和主要部分的功能有哪些

1、微机保护由硬件和软件两部分组成。

微机保护的软件由初始化模块、数据采集管专理模块、故障检出属模块、故障计算模块、自检模块等组成。通常微机保护的硬件电路由六个功能单元构成，即数据采集系统、微机主系统、开关量输入输出电路、工作电源、通信接口和人机对话系统。

2、保护功能

定时限/反时限保护、后加速保护、过负荷保护、负序电流保护、零序电流保护、单相接地选线保护、过电压保护、低电压保护、失压保护。

负序电压保护、风冷控制保护、零序电压保护、低周减载保护、低压解列保护、重合闸保护、备自投保护、过热保护、过流保护、逆功率保护、差动保护、启动时间过长保护、非电量保护等。

(8)微机保护装置硬件设计扩展阅读：

运行原理：

微机保护装置的数字核心一般由CPU、存储器、定时器/计数器、Watchdog等组成。目前数字核心的主流为嵌入式微控制器（MCU）。

即通常所说的单片机;输入输出通道包括模拟量输入通道（模拟量输入变换回路（将CT、PT所测量的量转换成更低的适合内部A/D转换的电压量，±2.5V、±5V或±10V）、低通滤波器及采样、A/D转换）和数字量输入输出通道（人机接口和各种告警信号、跳闸信号及电度脉冲等）。

『玖』 微机保护装置的微机保护装置的特点

微机保护装置除了具有上述微机保护的优点之外，与同类产品比较具有以下特点：
（1）品种齐全：微机保护装置，品种特别齐全，可以满足各种类型变配电站的各种设备的各种保护要求，这就给变配电站设计及计算机联网提供了很大方便。
（2）硬件采用最新的芯片提高了技术上的先进性，CPU采用80C196KB，测量为14位A/D转换，模拟量输入回路多达24路，采到的数据用DSP信号处理芯片进行处理，利用高速傅氏变换，得到基波到8次的谐波，特殊的软件自动校正，确保了测量的高精度。利用双口RAM与CPU变换数据，就构成一个多CPU系统，通信采用CAN总线。具有通信速率高（可达100MHZ，一般运行在80或60MHZ）抗干扰能力强等特点。通过键盘与液晶显示单元可以方便的进行现场观察与各种保护方式与保护参数的设定。
（3）硬件设计在供电电源，模拟量输入，开关量输入与输出，通信接口等采用了特殊的隔离与抗干扰措施，抗干扰能力强，除集中组屏外，可以直接安装于开关柜上。
（4）软件功能丰富，除完成各种测量与保护功能外，通过与上位处理计算机配合，可以完成故障录波（1秒高速故障记录与9秒故障动态记录），谐波分析与小电流接地选线等功能。
（5）可选用RS232和CAN通信方式，支持多种远动传输规约，方便与各种计算机管理系统联网。
（6）采用宽温带背景240×128大屏幕LCD液晶显示器，操作方便、显示美观。
（7）集成度高、体积小、重量轻，便于集中组屏安装和分散安装于开关柜上。