微机继电保护2

一、 简答题,

1.简述微机保护的现状和发展的趋势。

2.微机保护中A/D的模拟量输入系统通常由哪几部分组成？各部分的作用是什么？P4.P10 3.微机保护模拟量输入系统为什么要加模拟低通滤波器？其截止频率应该如何选取？P14见收藏夹 4.简述VFC型模数转换器的基本工作原理。P16

5.绘出微机保护的开关量输入回路和输出回路的典型电路图，简述电路的工作原理。P27见收藏夹 6.数字滤波器有什么特点？

二、 相减（差分）滤波单元的差分方程为: y(n)=x(n)-x(n-k)

画出其频率响应曲线，导出可滤除的谐波次数m与步长K之间的关系。 三．假设某连续时间函数x(t)的频谱函数X(f)如下图所示：

现利用采样频率fs对x(t)采样，分别按fs>2fc、fs=2fc和fs<2fc三种情况，绘出采样后的离散信号x(nTs)的频谱X*(f)。

三、 说明用程序查询方式实现数据采集系统与CPU接口的原理。

X f

答案

-fc fc 1.（1）现状：我国从7O年代末即已开始了计算机继电保护的研究，高等院校和科院起着先导的作用。华中理工

大学、东南大学、南京电力自动化研究院都相继研制了不同原理型式的微机保护装置。1984年原华北电力学院研

制的输电线路微机保护装置首先通过鉴定，并在系统中获得应用，揭开了我国继电保护发展史上新的一页，为微机保护的推广开辟了道路。在主设备保护方面，东南大学和华中理工大学研制的发电机失磁保护、发电机保护和发电机、压器组保护也相继于1989.1994年通过鉴定，投入运行。南京电力自动化研究院研制的微机线路保护装置也于1991年通过鉴定。天津大学与南京电力自动化设备厂合作研制的微机相电压补偿式方向高频保护，西安交通大学与许昌继电器厂合作研制的正序故障分量方向高频保护也相继于1993、1996年通过鉴定。不同原理、不同机型的微机线路和主设备保护各具特色，为电力系统提供了一批新一代性能优良、功能齐全、工作可靠的继电保护装置。从90年代开始我国继电保护技术已进入了微机保护的时代。随着微机保护装置的研究，在微机保护软件、算法等方面也取得了很多理论成果，

（2）趋势：继电保护技术发展趋势向计算机化，网络化，智能化，保护、控制、测量和数据通信一体化发展［5］。随着计算机技术的飞速发展及计算机在电力系统继电保护领域中的普遍应用，新的控制原理和方法被不断应用于计算机继电保护中，以期取得更好的效果，从而使微机继电保护的研究向更高的层次发展，出现了一些引人注目的新趋势。并且应用于实际之中 3．1 自适应控制技术在继电保护中的应用

自适应继电保护的概念始于20世纪80年代，它可定义为能根据电力系统运行方式和故障状态的变化而实时改变保护性能、特性或定值的新型继电保护。基本思想是使保护能尽可能地适应电力系统的各种变化，改善保护的性能。这种保护原理的出现引起了人们的关注，自适应继电保护具有改善系统的响应、增强可 靠性和提高经济效益等优点，在输电线路的距离保护、变压器保护等有着广泛的应用前景。针对电力系统频率变化的影响、从理论和实践两方面实现自适应式微机距离保护的可行性。在输电线路继电保护的应用作了全面的分类描述，得到了进一步的发展和完善。将自适应继电保护的原理应用于距离保护中，根据系统运行工况的变化，调整距离保护的动作特性，从而提高了距离保护的性能。 3．2 人工神经网络在继电保护中的应用

进入20世纪90年代以来，人工智能技术如神经网络、遗传算法、等在电力系统各个领域都得到了应用，电力系统保护领域内的一些研究工作也转向人工智能的研究家系统、发展十分迅速，主要集中在人工智能、信息处理、自动控制等问题.用人工神经网络来实现故障类型的判别、故障距离的测定等。模型对交直流混合输电系统的故障类型进行识别，从而优化交直流混合输电系统的动态运行特性。基于人工神经网络的电

力系统故障诊断系统，利用电力系统中继电器和断路器的状态信息来进行故障范围的估计。应用于电力系统控制中心，辅助调度员对故障范围进行判别，及时地采取措施对故障进行处理，保证电力系统供电的安全性、经济性。用人工神经网络原理实现高压输电线路的方向保护，用BP模型作为方向保护的方向判别元件。能准确、快速地判别出故障的方向。基于神经网络优越性；实现最小二乘算法，这两种网络都可以在极短的时间内完成全部运算；给出了电流继电器、圆特性以及四边型特性阻抗继电器的神经网络模型，并证明了三种模型都具有很强的自适应性。基于人工神经网络的智能型自适应继电保护原理，利用了比传统保护多得多的信息量。提高了继电保护的适用范围，解决了经高阻抗的短路故障保护问题。提出一种利用人工神经网络实现自适应电流保护的方法。实现对电力系统中的各种故障识别，解决电流保护中的灵敏度补偿和故障方向识别问题，使电流保护对正方向各种故障都有足够的保护范围，而对反方向的各种故障实行闭锁，从而实现电流保护的自适应。

2、1.传感器部分，将非电物理量转化为电量信号

2，信号处理部分，将前部分得到的电量信号进行去噪，放大和整形灯处理，以适用AD转换需要 3，取样和保持

4、如果是多路AD转化网络，还要又转化开关，一般通过地址选择可以选择不同开关通路 5，AD转换，这里边又有一些组成部分，就以渐次逼近型转换原理说，里边又包含DA转换装置、电压比较器和逻辑控制电路等。

3、为了防止无用的高频信号进入采样过程，造成采样信号失真为此，需要加装低通滤波器

1、开关量输入电路

（1）健盘操作节点，可直接至微型机的行输入接口芯片上，原理图如下：画图见收藏夹

并PAO 行 接 口

（2）从微型机机电保护装置外部引入的开关量触点状态。 并PAO 行 接 口

2、开关量输出电路。 并PAO 行 PB1 接 口

6、通过对输入信号的进行数字运算的方法来实现滤波器

实现手段：一段程序；数字运算器件（DSP,FPGA）

1特性一致性好②不存在由于温度变化，原件老化等因素对滤波器特性影响问题③不存在阻抗匹配问题④灵活性好⑤精确度高

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