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微機繼電保護測試儀的硬件系統

發布日期:2014-09-05 |
責任編輯:一只前進的蝸牛
        一套微機繼電保護測試儀由硬件系統和軟件系統兩大部分組成。硬件系統是構成微機保護的基礎,軟件系統是微機保護的核心。圖1-1表示出了微機保護的硬件系統構成,它由下述幾部分構成:
⑴ 微機主系統。它是由中央處理器(CPU)為核心,專門設計的一套微型計算機,完成數字信號的處理工作。
⑵ 數據采集系統。完成對模擬信號進行測量并轉換成數字量的工作。
⑶ 開關量的輸入輸出系統。完成對輸入開關量的采集和驅動小型繼電器發跳閘命令和信號工作。
⑷ 外部通信接口。
⑸ 人機對話接口。完成人機對話工作。
⑹ 電源。把變電站的直流電壓轉換成微機保護需要的穩定的直流電壓。
模擬電路圖

  中央處理器CPU

  它是微機主系統的大腦,是微機保護的神經中樞。軟件程序需要在CPU的控制下才能遂條執行。當前,在微機保護中應用的CPU主要有以下一些類型:

  1.單片微處理器

  例如Intel公司的80X86系列,Motorola公司的MC683XX系列。其中32位的CPU例如MC68332具有極高的性能,在RCS900系列的主設備保護裝置中得到了應用。16位的如Intel公司的80296,在RCS900型的線路、主設備保護中用到了該芯片。

  2.數字信號處理器(DSP)

  它將很多器件,包括一定容量的存儲器都集成在一個芯片中,所以外圍電路很少。因而這種數字信號處理器的突出特點是運算速度快、可靠性高、功耗低。它執行一條指令只需數十納秒(ns),而且在指令中能直接提供數字信號處理的相關算法。因此特別適宜用于構成工作量較大、性能要求高的微機保護。在RCS900型的線路、主設備保護中,保護的計算工作都是由DSP來完成的,使用的芯片是AD公司的DSP-2181。

  存儲器

  用以保存程序、定值、采樣值和運算中的中間數據。存儲器的存儲容量和訪問時間將影響保護的性能。在微機保護中根據任務的不同采用的存儲器有下述三種類型的存儲器。

  ⒈隨機存儲器(RAM)。

  在RAM中的數據可以快速地讀、寫,但在失去直流電源時數據會丟失。所以不能存放程序和定值。只用以暫存需要快速進行交換的臨時數據,例如運算中的中間數據、經過A/D轉換后的采樣數據等。現在有一種稱做非易失性隨機存儲器(NVRAM)它既可以高速地讀/寫,失電后也不會丟失數據,在RCS900保護中用以存放故障錄波數據。

  ⒉只讀存儲器(ROM)。

  目前使用的是一種紫外線可擦除、電可編程的只讀存儲器——EPROM。EPROM中的數據可以高速讀取,在失電后也不會丟失,所以適用于存放程序等一些固定不變的數據。要改寫EPROM中的程序時先要將該芯片放在專用的紫外線擦除器中,經紫外線照射一段時間,擦除原有的數據后,再用專用的寫入器(編程器)寫入新的程序。所以存放在EPROM中的程序在保護正常使用中不會被改寫,安全性高。

  ⒊電可擦除且可編程的只讀存儲器(EEPROM)。

  EEPROM中的數據可以高速讀取,且在失電后也不會丟失,同時不需要專用設備在使用中可以在線改寫。因此在保護中EEPROM適宜于存放定值。既無需擔心在失電后定值丟失之虞,必要時又可方便地改寫定值。由于它可以在線改寫數據,所以它的安全性不如EPROM。此外EEPROM寫入數據的速度較慢,所以也不宜代替RAM存放需要快速交換的臨時數據。還有一種與EEPROM有類似功能的器件稱作快閃(快擦寫)存儲器(FlashMemory),它的存儲容量更大,讀/寫更方便。在RCS900型的保護中使用Flash存放程序,在軟件中采取措施確保在運行中程序不會被擦寫。


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