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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,本资料仅供参考，不能作为科学依据。谢谢。本资料仅供参考，不能作为科学依据。本资料仅供参考，不能作为科学依据。谢谢。本资料仅供参考!,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,本资料仅供参考，不能作为科学依据。谢谢。本资料仅供参考，不能作为科学依据。本资料仅供参考，不能作为科学依据。谢谢。本资料仅供参考!,课程总目录,绪论,第一章 微机保护硬件原理,第二章 数字滤波器,第三章 微机保护算法,第四章 提升微机保护可靠性办法,第五章 微机保护软件结构,1/41,绪论,继电保护含义和任务,对继电保护基本要求,继电保护系统和继电保护装置基本组成,微机保护特点（优点）,2/41,微机保护装置,硬件系统组成部分及各部分功效,电压形成回路作用、电抗/流变换器特点,采样保持电路作用,采样频率选择、模拟低通滤波器作用、采样定理内容,模拟多路开关作用,DAC及,逐次迫近式ADC工作原理（二分搜索法）,VFC型数据采集系统原理、特点,VFC分辨率与采样频率关系（计算）,开关量输入输出回路接线图（图1-3436）,第一章 微机保护硬件原理,3/41,微机保护装置本质上就是一个,含有继电保护功效微机系统。,硬件组成：,数据采集系统,微机主系统,输入/输出系统,软件组成：,数字滤波器,继电器算法,保护动作判据,逻辑输出,绪论：,微机保护装置组成,4/41,1 硬件原理概述,Fig.,微机保护硬件组成框图,数据采集系统,微机主系统,I/O系统,5/41,数字滤波器概念、特点,时间窗、数据窗概念,线性时不变系统差分方程、系统函数、频率响应（会分析和计算）,会分析简单滤波单元及其级联滤波器滤波特征,会采取零极点法设计数字滤波器,采样信号频谱与原连续信号频谱关系,非递归型、递归型滤波器概念及各自特点,第二章 数字滤波器,6/41,算法概念及评价标准,基于正弦量算法：两点乘积法、导数法、半周积分法原理，所需数据窗长度,傅里叶级数算法原理，采取付氏算法计算幅值和相位，付氏算法本身含有滤波特征,RL模型算法（解微分方程法）原理,突变量（故障分量）概念及提取公式,故障分量阻抗继电器接线方式、工作原理与动作方程、动作特征分析,第三章 微机保护算法,7/41,干扰概念、形式及耦合路径,干扰对微机保护装置影响,微机保护装置抗干扰办法(硬件、软件),程序出格概念、其自恢复电路,自动检测、多重化和容错技术,第四章 提升微机保护可靠性办法,8/41,中止功效作用,程序流程基本结构,电流保护流程图,第五章 提升微机保护可靠性办法,9/41,习题,1.图为逐次迫近法模数转换器原理图。已知图中数模转换器量程为08V，模拟量输入电压 。试说明对该模拟量输入转换过程。,10/41,逐次迫近法模数转换器迫近步骤通常采取二分搜索法。对于n位转换器，二分搜索法只要比较n次就可转换完成。,第一步，微型机向并行口PB02输出二进制数“100”，经过数模转换器DAC转化得到模拟量,经过比较器比较,和,比较器输出为“1”，即说明“100”偏小。,11/41,第二步，微型机向PB02输出“110”，经过DAC转化得到,经过比较器比较知,比较器输出为“0”，“110”偏大。,第三步，微型机向PB02输出“101”，经过DAC转化得到,经过比较器比较知,比较器输出为“1”，转换结果为“101”。,12/41,第四步，微型机向PB02输出“101”，经过DAC转化得到,经过比较器比较知,比较器输出为“1转换结果为“101”。,3位ADC 3次比较,13/41,2.设在VFC数据采集系统中，最高输出频率,若取积分间隔,试问相当于几位逐次迫近式模数转换器？,分析,：分辨率普通用A/D转换器输出数字量位数来衡量。VFC等效位数取决于两个原因：,VFC最高频率,采样间隔,与积分间隔,大小。,14/41,VFC最大输出数字量,与,之间关系为,VFC分辨率,所以，相当于11.7位逐次迫近式A/D转换器。,15/41,（一）差分滤波单元（减法滤波器）,简单滤波单元滤波特征分析：,16/41,幅频特征,相频特征,f2,信号频率,17/41,每基频周期采样次数为,N,讨论,m、k、f,s,之间关系,正整数或,0,基频,谐波次数,18/41,可滤除m次谐波,19/41,20/41,当极点,d,i,处于单位圆上时，在,d,i,所在点频率响应将出现无穷大,，相当于在该频率处出现无耗谐振。,当零点处于单位圆时，频响为0,。,零、极点法数字滤波器设计：,21/41,零点设计法：,希望滤除,f,k,频率分量，则使该频率对应频率响应为0,22/41,离散值计算公式中,滤波系数必须为实数,。,（1）零点在实轴上。,（2）零点应为一对共轭。,23/41,0,1,3,0,1,4,2,5,希望滤除频率分量为不一样,f,k,时滤波器传递函数,24/41,例：设 ，用零点设计法设计出能同时滤除3次和5次谐波分量数字滤波器传递函数。,解：,25/41,26/41,极点设计法：,希望突出,f,k,频率分量,27/41,系数为实数，所以极点应为一对共轭。,p,值选择：,p,值越靠近于1，滤波效果越好，但到达稳定所需时间就长。,p,值越靠近于0，滤波效果越差，但到达稳定所需时间就短。,28/41,例：突出基波滤波器,解：,29/41,例,如图所表示为一周期电压信号 ，时刻对应坐标原点。已知每个周期采样12个点。,（1）,时刻开始采样，利用傅里叶级数算法求,、,、,及电压信号有效值；,时刻开始采样，利用傅氏级数算法求,、,、,及电压信号有效值。,（2）从,30/41,在用微型机处理时，基波分量正、余弦项振幅,、,可用下式求得：,31/41,将上述采样值代入，得,32/41,33/41,（2）从图可得采样值,将上述采样值代入，得,34/41,可得出结论：当采样时刻发生改变时，,、,、,均发生改变，但有效值不变。,35/41,例：一个量程为05V8位逐次迫近法模数转换器，当输入电压为3.5V时转换步骤和结果是什么？,10110011,1,349609375,10110011,8,10110010,1,34765625,10110010,7,10110000,0,3515625,10110100,6,10110000,0,359375,10111000,5,10110000,1,34375,10110000,410100000,1,3125,10100000,3,10000000,0,3750,11000000,2,10000000,1,2500,10000000,1,输出数据,比较器输出,D/A输出(mV),预设数据,步骤,36/41,例：设某正弦电压信号每隔,/6取一个点，一个基频周期采样值以下：,（1）采取两点乘积算法，计算电压有效值。,（2）采取导数法，计算电压有效值。,（1）分析：,两点乘积算法假定输入为正弦量。两点乘积算法取两个电气角度相隔采样值进行计算。采样周期所对应电气角度为,/2,，两点乘积算法取相隔3个采样值进行计算。,另外，需要注意：当采样时刻发生改变时，相位也会发生改变，但有效值不会发生改变；本例用两组不一样采样值来计算，来进行说明。,37/41,解：（a）取,（b）取,，,38/41,（2）分析：导数法也是假定输入为正弦量。用导数法计算电压有效值时需要注意，利用平均值代替瞬时值、差分代替微分,解：,取,进行计算。,39/41,例：设,要求利用零点设计法设计出能同时滤除3次、5次、7次谐波分量数字滤波器离散值计算公式。,答：,，,依据滤波要求选择零点。,3次谐波对应零点,与之共轭零点为,5次谐波对应零点,40/41,7次谐波对应零点,41/41,