輸電線路的微機(jī)繼電保護(hù)電路設(shè)計(jì)

　　微機(jī)繼電保護(hù)的硬件主要有：能對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行實(shí)時(shí)采集部分、對(duì)所有動(dòng)作進(jìn)行控制的部分、開(kāi)關(guān)量輸入/輸出部分、人機(jī)交互和信息傳輸部分和供電部分等五個(gè)基本部分。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括形成電壓信號(hào)部分、濾除高頻干擾信號(hào)部分、數(shù)據(jù)信息的保持部分、模擬量數(shù)據(jù)通道切換部分、模數(shù)轉(zhuǎn)換器等。主控制系統(tǒng)采用DSP控制，開(kāi)關(guān)量輸入和輸出電路。人機(jī)接口主要有鍵盤(pán)輸入部分，顯示屏顯示部分和通信部分等。所用硬件的主要組成如圖1所示。

　　圖1 微機(jī)保護(hù)裝置主要組成部分

　　 電壓信號(hào)的調(diào)節(jié)電路

　　由于C8051F021自帶的AD轉(zhuǎn)化功能的輸入引腳的量程為0～2.4V，而從二次CT經(jīng)電阻產(chǎn)生的電壓是正負(fù)1.2V的交流電壓信號(hào)，所以要加一個(gè)電壓調(diào)理電路。利用串聯(lián)電阻R3=R4=1千歐來(lái)平均分壓。如圖2所示。

　　圖2 電壓信號(hào)調(diào)理圖

　　濾波電路

　　采用電阻電容組成的通低頻阻高頻的電路如圖3所示。它具有很容易選擇標(biāo)準(zhǔn)電阻電容元件的優(yōu)勢(shì)。并且電路本身具有通低頻能力好、抗干擾能力極強(qiáng)和結(jié)構(gòu)組成簡(jiǎn)單的特點(diǎn)。

　 RC低通濾波電路圖

　　以滿足頻率不混疊為目的，在進(jìn)行數(shù)據(jù)信息采集時(shí)，我們要保證采樣頻率高于信號(hào)頻率的2倍。根據(jù)此要求來(lái)計(jì)算，我們要采集電力系統(tǒng)發(fā)生故障后的電壓電流信號(hào)時(shí)，采樣頻率要提高到大于4 000Hz，因?yàn)榇藭r(shí)信號(hào)的頻率大于2 000Hz。在現(xiàn)場(chǎng)就需要裝設(shè)低通濾波器，本裝置選用RC來(lái)實(shí)現(xiàn)。這樣才能保證在基波頻率工作時(shí)，微機(jī)保護(hù)原理正常運(yùn)用。采樣在可靠有效的情況下對(duì)硬件的要求不至于過(guò)高。

　　開(kāi)關(guān)量輸出電路

　　開(kāi)關(guān)量輸出電路，作用于微機(jī)保護(hù)系統(tǒng)中的繼電器動(dòng)作切除故障線路和作用于報(bào)警動(dòng)作等。本次設(shè)計(jì)用P2.0作為輸出信號(hào)的發(fā)送口。當(dāng)P2.0正常狀態(tài)（高電平）時(shí)，三極管開(kāi)關(guān)不導(dǎo)通，繼電器不動(dòng)作；當(dāng)發(fā)送動(dòng)作指令，其輸出低電平時(shí)，兩個(gè)三極管開(kāi)關(guān)先后導(dǎo)通，LED燈亮，同時(shí)繼電器動(dòng)作，如圖5所示。

　　圖5 開(kāi)關(guān)量輸出電路圖