输电线路的微机继电保护电路设计

　　微机继电保护的硬件主要有：能对数据信息进行实时采集部分、对所有动作进行控制的部分、开关量输入/输出部分、人机交互和信息传输部分和供电部分等五个基本部分。数据采集系统包括形成电压信号部分、滤除高频干扰信号部分、数据信息的保持部分、模拟量数据通道切换部分、模数转换器等。主控制系统采用DSP控制，开关量输入和输出电路。人机接口主要有键盘输入部分，显示屏显示部分和通信部分等。所用硬件的主要组成如图1所示。

　　图1 微机保护装置主要组成部分

　　 电压信号的调节电路

　　由于C8051F021自带的AD转化功能的输入引脚的量程为0～2.4V，而从二次CT经电阻产生的电压是正负1.2V的交流电压信号，所以要加一个电压调理电路。利用串联电阻R3=R4=1千欧来平均分压。如图2所示。

　　图2 电压信号调理图

　　滤波电路

　　采用电阻电容组成的通低频阻高频的电路如图3所示。它具有很容易选择标准电阻电容元件的优势。并且电路本身具有通低频能力好、抗干扰能力极强和结构组成简单的特点。

　  RC低通滤波电路图

　　以满足频率不混叠为目的，在进行数据信息采集时，我们要保证采样频率高于信号频率的2倍。根据此要求来计算，我们要采集电力系统发生故障后的电压电流信号时，采样频率要提高到大于4 000Hz，因为此时信号的频率大于2 000Hz。在现场就需要装设低通滤波器，本装置选用RC来实现。这样才能保证在基波频率工作时，微机保护原理正常运用。采样在可靠有效的情况下对硬件的要求不至于过高。

　　开关量输出电路

　　开关量输出电路，作用于微机保护系统中的继电器动作切除故障线路和作用于报警动作等。本次设计用P2.0作为输出信号的发送口。当P2.0正常状态（高电平）时，三极管开关不导通，继电器不动作；当发送动作指令，其输出低电平时，两个三极管开关先后导通，LED灯亮，同时继电器动作，如图5所示。

　　图5 开关量输出电路图