2022年紅河電工證培訓報名-電工技能培訓：微機繼電保護裝置硬件系統(tǒng)構(gòu)成
特種作業(yè)中的電工作業(yè)
指對電氣設(shè)備進行運行、維護、安裝、檢修、改造、施工、調(diào)試等作業(yè)（不含電力系統(tǒng)進網(wǎng)作業(yè)）。
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1、高壓電工作業(yè)：
指對1千伏（kV）及以上的高壓電氣設(shè)備進行運行、維護、安裝、檢修、改造、施工、調(diào)試、試驗及絕緣工、器具進行試驗的作業(yè)。
2、低壓電工作業(yè)：
指對1千伏（kV）以下的低壓電氣設(shè)備進行安裝、調(diào)試、運、行操作、維護、檢修、改造施工和試驗的作業(yè)。
3、電力電纜作業(yè)：
指對電力電纜進行安裝、檢修、試驗、運行、維護等作業(yè)。
4、繼電保護作業(yè)：
指對電力系統(tǒng)中的繼電保護及自動裝置進行運行、維護、調(diào)試及檢驗的作業(yè)
5、電氣試驗作業(yè)：
對電力系統(tǒng)中的電氣設(shè)備專門進行交接試驗及預防性試驗等的作業(yè)。
6、防爆電氣作業(yè)：
指對各種防爆電氣設(shè)備進行安裝、檢修、維護的作業(yè)。適用于除煤礦井下以外的防爆電氣作業(yè)。
微機繼電保護裝置硬件系統(tǒng)構(gòu)成
微機繼電保護微硬件主要包括數(shù)據(jù)采集部分（包括電流、電壓等模擬量輸入變換、低通濾波回路、模/數(shù)轉(zhuǎn)換等），數(shù)據(jù)處理、邏輯判斷及保護算法的數(shù)字核心部件（包括CPU、存儲器，實時時鐘、WATCHDOG等），開關(guān)量輸人/輸出通道以及人機接口（鍵盤、液晶顯示器）。從功能上可分為6個組成部分，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（CPU主系統(tǒng)），開關(guān)量輸入/輸出回路，人機接口，通信接口，電源回路。
1.數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)
微機繼電保護數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括隔離與電壓形成、低通濾波回路、多路開關(guān)及模/數(shù)變換，其主要功能是采集由被保護設(shè)備的電流、電壓互感器輸入的模擬信號，并將此信號經(jīng)過適當?shù)念A處理，然后轉(zhuǎn)換為所需的數(shù)字量。
根據(jù)模/數(shù)轉(zhuǎn)換的原理不同，微機保護裝置模擬量輸入回路有兩種方式，一是基于逐次逼近型模/數(shù)轉(zhuǎn)換的方式，二是利用電壓/頻率變換（VFC）原理進行模/數(shù)轉(zhuǎn)換的方式。前者包括電壓形成回路、模擬低通濾波器（ALF）、采樣保持回路（S/H）、多路轉(zhuǎn)換開關(guān)（MPX）及模/數(shù)（A/D）轉(zhuǎn)換器等功能塊；后者主要包括電壓形成回路、VFC回路、計數(shù)器等環(huán)節(jié)。
2.數(shù)字處理系統(tǒng)（CPU主系統(tǒng)）
微機繼電保護裝置是以中央處理器CPU為核心，根據(jù)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采集到的電力系統(tǒng)的實時數(shù)據(jù)，按照給定算法來檢測電力系統(tǒng)是否發(fā)生故障以及故障性質(zhì)、范圍等，并由此做出是否需要跳閘或報警等判斷的一種自動裝置。微機保護原理由計算程序來實現(xiàn)，CPU是計算機系統(tǒng)自動工作的指揮中樞，計算機程序的運行依賴于CPU來實現(xiàn)。因此，CPU的性能好壞在很大程度上決定了計算機系統(tǒng)性能的優(yōu)劣。
（1）微處理器CPU。微處理器采用數(shù)據(jù)總線為8、16、32 位等的單片機、工控機以及DSP 系統(tǒng)。單片機通過大規(guī)模集成電路技術(shù)將CPU、ROM、RAM和I/O接口電路封裝在一塊芯片中。因此具有可靠性高、接口設(shè)計簡易、運行速度快、功耗低、性能價格比高的優(yōu)點。使用單片機的微機保護具有較強的針對性。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊。整體性能和可靠性高，但通用性、可擴展性相對較差。DSP的突出特點是計算能力強、精度高、總線速度快、吞吐量大，尤其是采用專用硬件實現(xiàn)定點和浮點加乘（矩陣）運算，速度非�？臁�(shù)字信號處理器應(yīng)用于微機繼電保護，極大地縮短了數(shù)字濾波、濾序和傅里葉變換算法的計算時間，不但可以完成數(shù)據(jù)采集、信號處理的功能。還可以完成以往主要由CPU完成的運算功能，甚至可以完成獨立的繼電保護功能。
（2）存儲器。它包括電擦除可編程只讀存儲器EEPROM、紫外線擦除可編程只讀存儲EPROM、非易失性隨機存儲器NVRAM、靜態(tài)存儲器SRAM、閃速存儲器FLASH 等。其中，EEPROM存放定值。EPROM、FLASH存放程序，NVRAM存放故障報文、采樣數(shù)據(jù)。計算過程中的中間結(jié)果、各種報告存放于SRAM中。
3.開關(guān)量輸入/輸出回路
開關(guān)量輸入 輸出回路一般采用固態(tài)繼電器、光電隔離器、PHTOMOS繼電器等器件組成，以完成各種保護的出口跳閘、信號報警及外部接點輸入等工作，實現(xiàn)與5V系統(tǒng)接口。一般而言，柜內(nèi)開關(guān)量輸入信號采用24V電源，柜間開關(guān)量輸入信號采用220V或110V電源。計算機系統(tǒng)輸出回路經(jīng)光隔器件轉(zhuǎn)換為24V信號，驅(qū)動繼電器實現(xiàn)操作。國外也有通過5V電源驅(qū)動繼電器的。
4.人機接口
人機交互系統(tǒng)包括顯示器、鍵盤、各種面板開關(guān)、實時時鐘、打印電路等，其主要功能用于人機對話，如調(diào)試、定值調(diào)整及對機器工作狀態(tài)的干預等�，F(xiàn)在一般采用液晶顯示器和流行的6鍵操作鍵。人機交互面板一般應(yīng)包括;
（1）可以由用戶自定義畫面的大液晶屏人機界面。
（2）可以由用戶自定義的報警信號顯示燈LED。
（3）可以由用戶自定義用途的F功能鍵。
（4）光隔離的串行接口。
（5）就地、遠方選擇按鈕。
（6）就地操作鍵。
5.通信接口
微機繼電保護裝置的通信接口包括維護口、監(jiān)控系統(tǒng)接口、錄波系統(tǒng)接口等。一般可采用RS485總線、Profibus 網(wǎng)、CAN網(wǎng)、LON 網(wǎng)、以太網(wǎng)及雙網(wǎng)光纖通信模式，以滿足各種變電站對通信的要求，滿足各種通信規(guī)約∶IEC 61870-5-103、PROFIBUS-FMS/DP、MODBUS RTU、DNP 3.0、IEC 61850 以太網(wǎng)等。
微機繼電保護對通信系統(tǒng)的要求是快速，支持點對點平等通信，突發(fā)方式的信息傳輸，物理結(jié)構(gòu)采用星形、環(huán)形、總線形，支持多主機等。
6.電源回路
電源回路可以采用開關(guān)穩(wěn)壓電源或DC/DC電源模塊，提供數(shù)字系統(tǒng)5、24、±15V電源，也有的系統(tǒng)采用多組24V電源。＋5V電源用于計算機系統(tǒng)主控電源±15V電源用于數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、通信系統(tǒng)＋24V電源用于開關(guān)量輸入、輸出、繼電器邏輯電源。
