**章 微机保护装置硬件原理
**节 微机保护装置硬件结构
一、微机保护装置典型结构
微机保护装置是指将微型机、微控制器等器件作为核心部件构成的继电保护装置[1]。一般典型的微机保护结构是由五个部分构成的,即信号输入电路、保护CPU系统、人机接口部分、输出通道回路及电源部分,如图1—1所示。
(一)信号输入电路
微机保护装置输入信号主要有两类,即开关量和模拟量信号。信号输入电路部分就是妥善处理这两类信号,完成保护CPU系统信号输入接口功能。
通常输入的开关量信号不能满足保护CPU的输入电平要求,因此需要信号电平转换。为了提高保护装置的抗干扰性能,通常还需要经光电隔离等处理。
输入的电压和电流信号,是模拟量信号。由于计算机是一种数字电路设备,只能接受数字脉冲信号,所以就需要将这一类模拟信号转换为计算机能接受的数字脉冲信号。完成模拟量至数字信号的变换称为模数变换。
(二)保护CPU系统
CPU是计算机的指挥**。CPU系统就是微机保护装置的数字信号处理的核心部分。它的主要任务是完成数字信号的测量、计算、逻辑运算及控制和通信等智能化任务。
微机保护的数字信号处理的实现方法一般有以下几种:
(1)采用通用计算机微处理芯片MPU实现。
(2)用单片微机(如MCS-96系列)芯片实现。
以上两种方法可用于一些不太复杂的数字信号处理,如数字控制及逻辑计算等。
(3)用数字信号处理芯片(DSP)实现。该法用于要求信号处理速度极��的场合,如傅氏变换、小叶变换等复杂算法。
(4)用DSP+MCU(微控制器)合一的芯片实现。
由以上几种芯片构成的数字信号处理系统在本书中统称为CPU系统。
由单片微机构成的CPU系统,通常都是由单片微机和扩展芯片构成的。由于单片微机芯片内已集成许多扩展功能,因此片外所需增加的扩展芯片不多,所以单片微机构成的CPU系统体积较小,功能也较强。对于一些不太复杂的数字信号处理及保护逻辑计算任务是能较好地胜任的。
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