微機繼電保護

微機繼電保護的輸入信號是電力系統的模擬量，而計算機只能對數字量進行計算和判斷，因此由電力系統經電壓互感器和/或電流互感器輸入的模擬量必先經過預處理。繼電保護在大部分情況下取用輸入信號中的基波模擬量。根據採樣定理，如被測信號頻率（或要求保留的最高次諧波頻率）為f0,則採樣頻率f1必須大於2f0,否則由採樣值不可能擬合還原成原來的曲線。對於那些大於0.5f1的諧波分量，必須在進入採樣器之前，利用模擬式低通濾波器（前置模擬濾波）將其濾掉。

由於輸入信號常常有多個，故設置多路轉換器將輸入模擬信號逐個交與A/D變換器轉化成數字量這些數字量應在存儲器中按先後順序排列，以便後續功能處理程序取用。

為了保證計算機計算和判斷的正確，實現以某種頻率的正弦電量為基礎的繼電保護原理，必須將經A/D變換后的數字量再經一次濾波。由於數字濾波器精度高、可靠而且調整靈活，通過時分復用可使裝置簡化，因此微機保護中普遍採用數字濾波器。數字濾波器本身可理解為一個計算程序或演演算法，它將代表輸入信號的數字時間序列轉換為代表輸出信號的數字時間序列，使信號按照預定的形式變化。微機繼電保護中應根據電力系統信號的特點和保護原理的要求設計、選擇相應的數字濾波器。數學濾波器的主要性能指標是頻域特性、時延和計算量。

對離散和量化的數字式採樣序列，用數學運算方法實現故障量的測量，這就是微機保護的演演算法問題。要求運算精度滿足保護的實際需要，同時計算時間又儘可能短。微機繼電保護的研究初期，一些演演算法是基於被採樣的電壓、電流均系純正弦波的，為此應將輸入信號進行預處理。稍後，相繼提出傅里葉演演算法和沃爾什函數演演算法。它們假定輸入信號中含有非周期分量、基波和高次諧波。這些演演算法本身具有很強的濾去高次諧波的功能，因此無需另設數字濾波器，但對非周期分量必須採取其他措施。由於電力系統中大量應用鐵磁非線性元件，輸電線路分佈電容和串聯、並聯電容，以及電壓互感器、電流互感器的暫態特性等因素的影響，使微機繼電保護輸入信號中還含有許多隨機高頻分量，它們起著干擾或雜訊的作用。對此，可採用最小二乘曲線擬合演演算法或對計算結果採取平滑措施。上述種種演演算法都是先算出電壓、電流的大小和相位，然後根據保護的動作判據作進一步的運算，最終實現其保護功能。也有一些演演算法將電量運算與保護動作判據運算直接結合在一起，例如用離散值直接實現的方向阻抗繼電器的演演算法。

由於計算機的優越存儲能力，可以方便地得到保護需要的故障分量並準確地予以保持，這是模擬式保護裝置難以達到的。由於計算機的強大運算能力，可以實現一些以往模擬式保護裝置無法實現的複雜保護動作特性、自適應性的定值或特性改變以及良好的自檢功能。同常規繼電保護相比，微機繼電保護的抗電磁干擾能力較弱，因此，它的廣泛應用受到一定的限制。應用微機繼電保護時，應特別注意解決好電磁兼容性問題。

電量變換

微機保護中通常要求輸入信號為±5V或±10V的電壓信號，這是由所採用的模數轉換器所決定的。而從被保護的電力線路或電氣設備的電流互感器、電壓互感器或其它變換器上取得的二次數值對微機電路是不適用的，所以需要進行電量變換。電量變換一般採用中間變換器來實現。

採樣定理和模擬低通濾波

由於輸入信號是模擬量，因此信號在進入微型計算機之前首先進行採樣並保持。採樣就是把一個是時間連續函數信號變換為對時間

1）、微機繼電保護集測量、控制、監視、保護、通信等多種功能於一體的電力自動化高新技術產品，是構成智能化開關櫃的理想電器單元。

2）、多種功能的高度集成，靈活的配置，友好的人機界面，使得該通用型微機綜合保護裝置可作為35KV及以下電壓等級的不接地系統、小電阻接地系統、消弧線圈接地系統、直接接地系統的各類各類電器設備和線路的保護及測控，也可作為部分66KV、110KV電壓等級中系統的電壓電流的保護及測控

3）、採用32位數字處理器（DSP）具有先進的內核結構，高速運算能力和實時信號處理等優點。

4）、支持常規的RS485匯流排和及CAN（DEVICENET）現場匯流排通訊，CAN匯流排具有也錯帖自動重發和故障節點自動脫離等糾錯機制，保護信息的實施性和可靠性。

5）、完善的自檢能力，發現裝置異常自動報警；具有自保護能力，有效防止接線錯誤和非正常運行引起的裝置永久性損壞；免維護設計，無需在現場調整採樣精度，測量精度不會因為環境改變和長期運行引起誤差增大！