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系统的故障电流、电压信号中一般含有许多高频分量。而常见的微机保护原理大多是基于工频量的。这样，为了避免不必要的抬高采样频率，一般微机保护器中都设置了前置低通滤波器。图2-2描述了低通滤波器的理想频率响应。图中，fc为滤波器的截止频率，是考察低通滤波器的一个重要指标。 2.2.1.3 A/D转换 由于计算机只对离散的数字量进行处理，则采样得到的离散的模拟量还要进一步转换为离散的数字量。完成这一任务的环节即为A/D转换器（模/数转换器）。模数转换过程的实质就是对模拟信号进行量化和编码的过程。 根据A/D转换的原理和特点的不同，可将A/D转换分为直接转换和间接转换两大类。常见的直接转换有逐次逼近式A/D、计数式A/D等；间接转换有积分式A/D、V/F式A/D等。至于各种A/D的原理，这里就不在细述。 2.2.2数字量输入输出通道 数字信号的输入输出，主要针对于微机保护器的人机接口和各种告警信号、跳闸信号及电度脉冲等。为防止外部干扰的窜入，一般在输入输出回路中均采用光电隔离措施。 2.3 微机保护装置的数字核心 微机保护装置的数字核心一般由CPU、存储器、定时器/计数器、Wachdog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。MCU一般以某一微处理器内核为核心，芯片内部集成了RAM、ROM、总线、总线逻辑、定时/计数器、WachDog、I/O、串行口、A/D、D/A等各种必要的功能和外围设备、电路。一般一个系列的单片机具有多种衍生产品，它们的微处理器内核都一样，不同的是存储器和外设的配置及封装。这样可以使单片机最大限度的和应用相匹配，从而降低成本和功耗。常见的MCU有MCS-51、MCS-196/296、C166/167、68300等等。 随着微电子技术的发展，一些功能更为强大、数字信号处理能力更强的数字核心将成为微机保护装置升级的必然趋势。有代表性的是嵌入式DSP处理器（EDSP）和嵌入式片上系统（ESOC）。 3.微机保护的算法基础 微机保护装置根据模数转换器提供的电气量的采样值进行分析、运算和逻辑判断，以实现各种继电保护功能的方法成为算法。微机算法可分为两类。一类是由输入的采样点得出继电保护所必需的电气量的各要素，如正弦量的幅值、频率和相角；另一类是以方程和逻辑的形式实现继电保护的动作特性。评价算法优劣的标准是精度和速度。算法的速度包括两方面：一是算法所要求的采样点数（数据窗长度），二是算法的工作量。另外，为了保证信号的正确性，相应的数字滤波也是非常必要的。 对于求取电气量的各要素的算法，主要有：①两点乘积算法；②导数算法；③积分算法；④傅式算法；⑤最小二乘法。其中，以傅式算法应用较为广泛。该算法的数据窗长度为一个周波，且对于高频分量的滤波能力较强，但对于非周期分量引起的低频分量的抑制能力较差。对于偏移度较高的短路故障，可在傅式算法前加一数字滤波（如差分滤波），来减弱非周期分量的影响。 (责任编辑：admin) |