微机继电保护原理浅析(2)
2.2微机保护装置的输入输出通道
微机保护的输入通道分为模拟量输入通道和开关量输入通道,输出通道主要为继电器逻辑回路。输入通道主要完成电力系统的电压、电流信号的采集和一次设备的状态量采集(比如断路器的运行状态);而输出通道主要完成保护跳闸信号、告警信号的输出。
2.2.1模拟量输入通道
目前,微机保护的模拟量采集均采用交流采样技术。模拟量输入通道主要由模拟量输入变换回路、低通滤波器、采样和A/D转换器等几个环节构成。
2.2.1.1模拟量输入变换回路
由一次回路的CT、PT的二次侧输入至微机保护器的信号,一般数值较大,不适合内部A/D转换的电平要求(一般A/D转换回路的输入电压范围为±2.5V、±5V或±10V)。模拟量输入变换回路的主要任务就是就是将输入的电量进一步变换,将二次电量值变得更小,同时将电流量变为电压量,以适合内部A/D转换的要求。同时,该变换回路还起着隔离外部干扰的作用。
设计模拟量输入变换回路要注意的几点:①要保证各电流变换器之间、各电压变换器之间及电流、电压变换器之间的一次、二次侧相位移保持一致;②变换器的铁芯磁导率要选取得当,保证工作的线性范围;③变换器本身的损耗要小;④要保证在最大短路电流下,变换器的输出不使A/D发生溢出。
2.2.1.2低通滤波器及采样
由于计算机处理的是离散的时间信号,故输入的连续模拟量必须要被采样为离散的模拟量。同时,要使采样值能准确无误的反映输入的模拟量,采样频率必须遵循一定的要求,即采样频率必须大于原始输入信号中最高频率分量的频率的2倍,这就是采样定理。否则,采样信号将出现频率混叠,不能真实反映原始输入信号。
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。