1、2015-5-29 许继制造中心电子分厂 800系列保护硬件原理 刘人杰1WXH-800A保护交流件回路 交流插件将电压、电流互感器二次侧信号变换成保护装置所需的弱电信号（ 15V） ，同时起隔离和抗干扰作用。2015-5-29 许继制造中心电子分厂 800系列保护硬件原理 刘人杰2800交流插件v 以 NJL801 为例v 保护用电流回路变比误差不超过 2.5。电流变换器的饱和系数不小于 20倍 .电流互感器的变比均为5A(1A)/0.2V。测量电流路数及变比 5A（ 1A） /2.916V，变比误差不超过 1.5%v 交流保护、测量电压，变比误差不超过 2.5电压互感器的变比为 100V/
2、5V，零序电压变比为 300V/5Vv 保护用 CT及测量用 CT的主要差别：v 保护用 CT有较大的线性工作区一般要求 0.01In 20In，精度要求较低 2.5%。测量用 CT有较高的精度要求 0.2%，线性工作区，一般要求 0.01In 1.2In，测量 CT的铁芯较细，易饱和；而保护 CT的铁芯较粗，甚至有气隙，不易饱和v 中高压系列v 电流变换器规格：v 5A/0.2V， 1A/0.2V；（保护用 CS-TA16,CS-TA26）v 5A/2.912 1A/2.912V(测量用 CS-TA3C,CS-TA4C)v 低压 820系列v 电流变换器规格：v 5A/0.3535V （ W
3、GSLA100A/7.07V(5A保护用 ) v 1A/0.3535V WGSLA20A/7.07V （ 1A测量用）序保护电流也用v 5A/3.53V LXLA5A/3.53V（ 5A测量用） v 1A/3.53V LXLA1A/3.53V （ 1A测量用）2015-5-29 许继制造中心电子分厂 800系列保护硬件原理 刘人杰3交流插件与采保插件v 从电力系统 CT, PT送来的电气量的值与微机保护装置输入通道允许的电平不相匹配，所以不能直接送入装置中，必须设计交流变换电路，以达到使输入信号电平与微机保护装置输入通道允许的电平相匹配的目的。同时，由于采样总是按照一定的频率工作的，为了避免因
4、采样频率不够高而产生频域混叠现象，必须要满足采样定理，因此须限制输入信号的最高频率，也就是必须给输入信号一定的限，把输入信号频率限制在一定范围内。经由电压、电流变换器而来的模拟信号内含有很多高次谐波，尤其是在故障初期，其高次谐波含量更多更复杂。因此，需要用低通滤波器来消除输入信号中的高频部分。2015-5-29 许继制造中心电子分厂 800系列保护硬件原理 刘人杰4数字信号采集的基本原理v采样定理：无论原是输入信号的频率多复杂，保证采样后不 丢失其中信息的充要条件是，采样率 fs应大于输入信号的最高频率fmax的两倍 .2015-5-29 许继制造中心电子分厂 800系列保护硬件原理 刘人杰5
5、v根据采样定理，输入信号中频率高于采样频率 1/2的分量将会引起频率混叠，保护用的信号分量一般为基波、 2次、 3次、 5次谐波，引起频率混叠的高次谐波分量应尽可能用前置模拟滤波器虑掉。理论证明，当截至频率为 1.2kHZ时候，经二阶无源滤波后，基波和 2次、 3次谐波幅值衰减不超过 7， 5次谐波不超过 15，移相基本与频率成线性，保护用的波形基本不失真，可见二阶无源滤波器是满足保护要求的。2015-5-29 许继制造中心电子分厂 800系列保护硬件原理 刘人杰6滤波器的用途滤波器主要用来滤除信号中无用的频率成分，例如，有一个较低频率的信号，其中包含一些较高频率成分的干扰。滤波过程如图所示。
6、滤波过程2015-5-29 许继制造中心电子分厂 800系列保护硬件原理 刘人杰7测频系统v 一般而言，频率测量包括 3个步骤，信号预处理、频率测量、结果再处理，其中 信号预处理 是为频率测量服务的，以优化测量性能、达到实际应用的目的。为减轻 DSP的运算负担，通过 CPLD采用测周期法测量系统频率，此方法使得整个测频系统具有高集成度、高速性、高可靠性等优点。其测量原理为：电压信号经过低通滤波器送到比较器，得到与电压信号频率相同的方波信号； CPLD提供标准信号频率 fs，在方波信号的一个周期内 ,记录标准频率的周期数 Ns,则被测信号的频率为： fx=fs/Ns 其中 fx就是系统的测量频率
7、。v (现在实际频率测量低压 820大部分由 A相电压软件算出。不用用硬件测频回路。所以一般只要 A相电压正常，频率就没问题。因为 NPU-803只有一路硬件测频回路 ,有些像 FCK-821需测量监视两路频率，只有软件测频啦 )但只要 A相电压正常，频率测不到，一定是 (硬件测频 )对应测频硬件回路有问题啦。v 微机保护采样及录波频率 1200Hz，系统频率跟踪范围 47.5Hz52.5Hz2015-5-29 许继制造中心电子分厂 800系列保护硬件原理 刘人杰8NPU-802的一路测频回路2015-5-29 许继制造中心电子分厂 800系列保护硬件原理 刘人杰9采样流程简介模拟量经过交流变
8、换转换为采保回路允许输入的小信号模拟量，再经过两阶滤波 既稳压回路之后，小信号模拟量输入端并联后接到多路转换开关采用 (CPLD)硬件电路控制记录自动进位切换通道号，DSP上的定时器输出端 AD-START以实现对各通道的同时采样模拟量。为了节省 DSP工作时间数据采集系统在变化后得到的数字输出不需要经过 DSP控制而是经 DMA控制直接直接存入插件的 RAM中 ,在同一时刻采样的全部通道转换完成并存入 RAM中才由 DMA请求中断由 DSP作出相应的处理 。2015-5-29 许继制造中心电子分厂 800系列保护硬件原理 刘人杰10模拟量预处理 电子多路切换开关CPLD ADAD转换过程示意DSP(DMA)
