輸電線路的微機繼電保護電路設計

　　微機繼電保護的硬件主要有：能對數據信息進行實時采集部分、對所有動作進行控制的部分、開關量輸入/輸出部分、人機交互和信息傳輸部分和供電部分等五個基本部分。數據采集系統包括形成電壓信號部分、濾除高頻干擾信號部分、數據信息的保持部分、模擬量數據通道切換部分、模數轉換器等。主控制系統采用DSP控制，開關量輸入和輸出電路。人機接口主要有鍵盤輸入部分，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 微機保護裝置主要組成部分

　　 電壓信號的調節電路

　　由于C8051F021自帶的AD轉化功能的輸入引腳的量程為0～2.4V，而從二次CT經電阻產生的電壓是正負1.2V的交流電壓信號，所以要加一個電壓調理電路。利用串聯電阻R3=R4=1千歐來平均分壓。如圖2所示。

　　圖2 電壓信號調理圖

　　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準電阻電容元件的優勢。并且電路本身具有通低頻能力好、抗干擾能力極強和結構組成簡單的特點。

　 RC低通濾波電路圖

　　以滿足頻率不混疊為目的，在進行數據信息采集時，我們要保證采樣頻率高于信號頻率的2倍。根據此要求來計算，我們要采集電力系統發生故障后的電壓電流信號時，采樣頻率要提高到大于4 000Hz，因為此時信號的頻率大于2 000Hz。在現場就需要裝設低通濾波器，本裝置選用RC來實現。這樣才能保證在基波頻率工作時，微機保護原理正常運用。采樣在可靠有效的情況下對硬件的要求不至于過高。

　　開關量輸出電路

　　開關量輸出電路，作用于微機保護系統中的繼電器動作切除故障線路和作用于報警動作等。本次設計用P2.0作為輸出信號的發送口。當P2.0正常狀態（高電平）時，三極管開關不導通，繼電器不動作；當發送動作指令，其輸出低電平時，兩個三極管開關先后導通，LED燈亮，同時繼電器動作，如圖5所示。

　　圖5 開關量輸出電路圖