【毕业学位论文】（Word原稿）基于DSP技术的10KV电力电容器运行保护测控装置的研究-电力系统

I 10力电容器运行保护测控装置的研究 摘要 电 力电容器作为电力系统中 主要 的 无功补偿装置，其在电网中 的有效应用 可以起到提高 电网 功率因数，改善电网 供电 质量 ,降低电网损耗等作用。 但是 电力系统 运行 过程中的一些不确定性因素使其 在运行过程中 不能正常工作 ，并且产生故障， 这不仅仅 影响 电网的供电质量，而且影响整个电网的安全可靠运行 。 因此 ，研究一种 先进， 可靠并且 实用的电力电容器保护装置就显得尤为重要。 本文主要讨论了基于 术的电力电容器微机保护测控装置，主要包括 :电力电容器保护装置的基础性理论研究，电力电容器保护装置 硬件和软件的设计 以 及技术上的实现。 基于对现有电力电容器微机保护装置 的 分析和对比，本论 文 对硬件和软件系统进行了模块化设计。硬件部分主要包括：电源系统模块，模拟调理模块，开关量输入输出模块 ，人机接口模块 和通讯电路模块。在硬件的基础上，结合交流采样和傅立叶算法，本论文完成了主程序服务模块，中断服务子程序模块，键盘电压模拟量采集模块和通信模块等软件部分的设计。 关键词： 电力电容器； 微机保护 ； N as so s s it to an on of SP It on of on on to on in of on of C of , 录 摘要 . I 目录 . 1章：绪论 . 1 课题研究的意义 . 1 内外电力电容器保护技术的发展 . 2 课题所做的工作 . 3 第 2章：电力电容器保护的理论研究 . 5 力电容器的故障分析及处理 . 5 力电容器发生故障的原因 . 5 力电容器发生故障的现象 . 5 力电容器的故障分析 . 6 力电容器的保护功能及原理 . 7 力电容器的保护装置及原理 . 10 第 3章：电力电容器微机保护装置的硬件设计 . 12 机保护的 . 12 统的 . 12 取具有快速数据处理能力的数字信号处理器 . 12 设计系统硬件结构图 3 . 13 机保护装置中的 . 14 钟电路设计 . 14 位电路设计 . 14 源模块 . 15 拟量采集模块 . 16 关量输入模模块 . 17 关量输出模块 . 18 门狗电路 . 18 盘、显示模块 . 19 信模块 . 21 第 4章 电力电容器微机保护装置的软件设计 . 23 见微机保护交流采样算法 . 23 氏变换算法 . 26 样频率自动跟踪 . 28 样点数的选择： . 29 护装置的软件设计 . 30 第 5章 实验及调试 . 33 验题目： . 33 验目的： . 33 验仪器及设备： . 33 验步骤： . 33 验数 据及结果： . 34 验心得： . 35 第 6章 结论与展望 . 36 致 谢 . 37 参考文献 . 38 1 第 1 章：绪论 本章论述了 电力电容器保护装置技术的发展，主要内容包括国内外的发展方向，在此基础上 提出了研究电力电容器保护 的 意义， 以及本课题需要做的工作。 课题研究的意义 电 力电容器作为电力系统中 主要 的 无功补偿装置，其在电网中 的有效应用 可以起到提高 电网 功率因数，改善电网 供电 质量 ,降低电网损耗等作用。 但是 电力 系统 运行 过程中的一些不确定性因素使其 在运行过程中存在内部故障和外部故障。内部故障表现在电容器内部极板之间的绝缘介质如有薄弱环节，在高电压的作用下很容易发生过热，游离直到局部击穿与短路。外部故障是指系统电压过高或过低，可能危及电容器安全运行。 往往会影响电力电容器的正常工作，使其产生故障，这不仅 会 影响电网的供电质量，也会危及 整个电网 的安全可靠运行 。 传统的电力电容器运行保护装置虽然也可起到保护作用，但是由于可靠性低，功能少，灵敏度低而不能及时切断以排除故障，避免大型事故的发生。针对上述情况，希望所设计的 基于 微机 保护装置 能够 及时的将电容器从电力系统中快速 ,自动的切除 ,使其损坏程度减至最轻 ,保证电容器使用寿命 ，并且 防止故障 进一步 扩大。 因此， 研究一种先进、可靠、实用而又 多功能，具有高灵敏度，高紧凑性和并且使用方便简洁而成本低廉的 的电力电容器运行保护测控装置就显得尤为重要 。 下图 1 2 保 护装 置U A U B U C 2 C 3图 1该装置具有 电流速断、限时过流、过电压、欠电压、过负荷、零序电压/不平衡电压保护 的 功能 。 内外电力电容器保护技术的发展 传统电力电容器的保护措施是基于电热原理和电磁原理，电流原理就是电流的热效益原理，当电流通过导体时就产生热量。用热继电器实现的过载保护和用熔断器实现的短路保护就是电热原理的典型应用。电磁原理就是电磁感应，当电流通过线圈时就产生磁场，而用欠压继电器或接触器实现的欠压，失压保护，用过电压继电器实现的过压保护以及用电流继电器实现的过流，欠流（磁）保护则是电磁原理的应用实例。 由于微机保护的不断发展，并有其与传统保护明显不同的特点，在电力电容器保护中得到不断的应用，同时新的电力电容器保 护原理不断提出，其中简单，实用的电力电容器保护已经研制成功并获得应用。相比较其它电力电容器保护原理，综合保护只需要通过采集电容器各序电流量，经过计算，判断保护动作与或，在理论上和应用上都有很大的价值 【 1】 。 国外研制电力电容器保护装置较早，生产规模较大，种类齐全的应是韩国，美国，德国（都是电子型），如韩国三和技研株式会社的产品主要有交流，直流保护继电器，数显式智能型保护器，电压型保护器。在微机保护硬件上，第一套以 6809 为基础的距离保护样机投入试运行，厉经 8 位，准 16 位，到现在 16 位处理器成为主角， 32 位处 理器， 理器跃上历 3 史舞台，新技术，新器件不断涌现，如新型光学电压，电流互感器。值得一提的是现在 集成度越来越高，其中一些芯片集成了丰富的外部资源，比较有代表性的是 24别适用于应用在工控，仪表领域，并有逐步取代传统微控制器的趋势，发展前景非常广阔。当前硬件上的主要任务是通过积极采用成熟的新技术，新器件来提高保护装置的可靠性，通用性。 随着系统变电容量的增加 ， 电容器及其装置正向 着 大容量、紧密型、高可靠性，并集控制和保护设备于一体的 的电力电容器成套装置方向发展【 2】 。 课题所做的工作 本课题为基于 术的 电力电容器运行保护测控装置的研究，主要做的工作 如下 （ 1） 查阅大量文献资料， 研究电力电容器的工作原理； （ 2）研究电容保护的工作原理，种类及功能； （ 3）研究电力电容器在运行过程中容易发生的故障以及发生故障的原因； （ 4）研究电力电容器保护装置的工作原理和采用的手段； （ 5）研究基于 术的电力电容器运行保护测控装置的重要新理论； （ 6）研究基于 术的电力电容器运行保护测控装置所具有的功能； （ 7）研究基于 术的电力电容器运行保护测控装置所采用的技术手段； （ 9）研究算法，用 件制图，软件的模块化设计； （ 10）试验，调试。 5 第 2 章：电力电容器保护的 理论 研究 本章讲述 了 电力电容器 发生 故障 的 原因和 现象 ，针对这些故障， 对 故障 发生 的 原因 进行了电容器保护原理的分析，从而提出了每种保护的判据，为电容器保护的硬件及软件设计提供了理论基础 。 力电容器的故障分析及处理 力电容器发生故障的原因 电力电容器作为电力系统中的主要元部件在运行过程中存在内部故障和外部故障。 内部故障 表现在电容 器内部极板之间的绝缘介质如有薄 弱环节，在高电压的作用下很容易发生过热，游离直到局部击穿与短路； 外部故障 是指系统电压过高或过低，可能危及电容器安全运行 【 3】 。 力电容器发生故障的现象 （ 1） 瓷套管及外壳渗漏油 电容器是全密封的电气设备 ,由于制造工艺、运输等原因 ,出现渗漏油 ,导致套管内部受潮 ,绝缘电阻降低。随着电容器运行电压、温度等变化 ,内部压力增加 ,渗漏油部位多发生在瓷套管与金属外壳的联接处以外及金属外壳的焊接缝等处。 （ 2） 瓷绝缘表面放电闪络 电容器在运行中若缺乏定期清扫和维护 ,其瓷绝缘表面因 污秽严重 ,在电网出现内、外电压和系统谐波的情况下导致绝缘击穿 ,局部放电 ,造成瓷套管闪络破损。 （ 3） 外壳鼓肚 6 当电容器内部元件发生故障击穿时 ,介质中将通过很大的故障电流 ,电流产生的电弧和高温使浸渍剂游离而分散产生大量气体 ,使得电容器内部压力增大 ,导致其外壳膨胀鼓肚。这是运行中电容器故障的征兆 ,应及时处理 ,避免故障的蔓延扩大。 （ 4） 电容器爆炸 当电容器内部 元件故障 击穿造成电容器极间贯穿性短路时 ,与其并联运行的其它电容器将对故障电容器充电 ,若 注入故障电容器的能量超过其外壳承受的爆破能量 ,则电容器爆炸 ； 当电弧点 燃的液体介质溢流时 ,还会造成火灾。 力电容器的故障分析 （ 1） 运行电压过高 【 4】 电容器的运行电压是指电容器所接变电站母线的系统电压 ,它直接影响电容器的寿命和出力。运行中电容器内部的有功功率损耗由其介质损耗和导体电阻损耗组成 ,而介质损耗占电容器总有功功率损耗的 98%以上 ,其大小与电容器的温升有关 ,可用下式表示 : t a nt a n 2 （ 2 1） 式中 P 电容器的有功功率损耗 ( U 电容器的运行电压 ( Q 电容器的无功功 率 ( 介质损失角正切值 ; 电网角频率 (s); C 电容器的电容量 ( F); 由公式 知 ,电容器的有功功率损耗和电容器输出的无功功率大小均与电容器的运行电压的平方成正比。随着电容器的运行电压 的 增高 ,电容器的有功功率损耗增加很快 ,温度迅速升高 ,则 绝缘寿命降低。 （ 2） 运行温度过高 电容器长期处于高电场强度和高温下运行将引起绝缘介质老化和介质损失角的增大 ,使电容器内部温升超过允许值而发热 ,缩短电容器的使用寿命 ,严重时 ,在高电场强度作用下导致电容器热击 穿而损坏。 （ 3） 高次谐波引起过电流 7 电容器对高次谐波最敏感 ,它可能在某一频率下产生谐振 ,造成谐波电流过大。 当 谐波源负荷和电容器连接时 ,电容器容抗和系统的感抗在某一频率下正好大小相等方向相反 ,而生并联揩振时 ,谐波电流在系统和电容器之间流动 ,使电容过电流。减少 此 谐波过电流 可 将电抗器与电容串联 ,以错开谐 振点。 力电容器的保护功能及原理 电力电容器的保护 【 5】 类型主要包括过压保护、欠压保护、过流保护、过压保护，不平衡保护等。实现这些保护的主要措施有基本保护 (包括熔断器、避雷器、保护用电感 )、继电器保护以 及目前被广泛采用的微机保护 . 1、三段电流保护 三段电流保护包括速断、限时速断、定时限过流。其中速断动作时间固定为 0秒，其余两段动作延时可独立整定。 电流保护动作条件如下： 、 B、 一相电流， T 2、反时限过流保护 装置的过流保护通过软压板可选择定时限或反时限方式。当选为反时限后，对应定时限的电流定值即为反时限起动电流定值，定时限的时间定值即为反时限时间常数。 其 反时限特性公式如下： 1)/( 2 （ 2 2） 式 中： 过流保护电流定值共用。 为时间常数，与过流保护时间定值共用。 由上式可知， I与 ，当 I的增大而减小，二者呈反时限特性。 3、过电压保护 装置取母线线电压判别。当开关处于合位，且 于过压定值，延时时间到后跳闸或发 信。 过压保护动作条件如下： 1) 断路器处于合位 2） ； 3) T ； 4、失压保护 为防止电源跳开后，重投电源时电容器未放完电而承受过电压损坏，应装设失压保护，其时限应小于上级电源进线重合闸或备自投动作时限。 当开关处于合位，且母线 一线电压低于定值，延时时间到后装置跳闸并发信。 失压保护 动作条件如下： 1) 断路器处于合位 ； 2） 无 3) Us e t 0X 1S 电 压保 护 投 入跳 闸图 2对于多台电容器串并联组成的电容器组，零序电压保护定值可由下式计算： 2)1(3/32)(3/3/ e t （ 2 3） 上三式中： V）； 敏系数，取 V）； 电容器的串联段数； 7、电容器自动投切功能 投入此功能， 只需给出母线电压合格运行范围，例如为 线电压大于 且小于 ，给一定延时自动投入电容器；母线电压大于 ， 同样 给 予一定延 自动切除。为防止电容器自动投切次数过于频繁， 一般 其延时不小于 30 秒。自动投入电压最小值 时 只需整定其自投电压值如 电容器保护跳闸或手动跳闸后，将 自动闭锁电容器自投功能。 10 力电容器的保护装置及原理 本节介绍了国内外部分典型电力电容器保护装置所采用 的方法，配置，及其特点 【 4】 。 （ 1）基于工业 置 并联电容器是目前国内采用最普遍的无功补偿措施，它是解决电网无功电源容量不足，提高功率因数，保证电力系统安全经济运行的重要措施。由于电力系统中时有电容器爆破和火灾事故的发生，并联电容器的故障类型和保护配置，对保证大量无功补偿电容器的安全，有重要的实际意义。 （ 2）基于 分布式微机电容器保护测控 装 它是一种基于 司的 嵌入式数字信号处理器 分布式微机电容器保护测控装置 ,该装置可就地采集电压、电流等信息量 ,实时完成保护、测量、控制等功能 ,具有抗干扰性强、精度高的特点。 （ 3）多功能微机电容器保护装置 该微机电容器保护装置有以下 8 种保护功能可供选择 : 6. 零压保护 ; 7. 差流保护； 它的辅助功能是基于使微机保护装置既可独立应用于各种电压等级的变电站和不同接 线方式的电容器组的保护 ,又可作为变电站综合自动化系统的一个子系统 ,同时能满足无人值班变电站的需要，可实现全自动控制系统。 （ 4）金属氧化物改进了电容器的保护装置 采用金属氧化物非线性电阻元件，可提高高压串联电容器保护系统的保护性能，使用这种新的保护系统 ， 在故障情况下，可以使电容补偿完全不受影响。 （ 5）基于 电力综合保护测控装置 该装置利用 术和 术的发展及其优越性能 ,在基于力综合保护测控装置具体设计中 ,针对这种新型智能系统所具有的特点 ,为保证该系统的安全可靠的运 行 ,从硬件和软件方面行进了干扰抑制和消除。 本设计采用就是这种装置。 11 （ 6）高压电机综合保护测控装置 机综合保护测控装置可应用于 200以上的 10压电机。微机保护测控装置有保护、测量、显示、通信等在线监测功能。通过自身完善的保护功能 ,对电机的轴承损坏、定转子相擦、匝间短路等产生的发热情况能起到很好的保护作用。并且保护装置体积小 ,可就地安装在高压开关柜上 ,通过通信电缆与外部连接 ,后台电脑实时监控和遥控 ,较容易实现自动控制及在线监测。微机综合保护装置的参数整定可在保护装置面板上完成 ,也 可在后台监控系统上完成 ,检查和输入方便。 12 第 3 章：电力电容器微机保护装置的硬件设计 本章针对电力电容器保护特点，详尽的叙述了保护装置的硬件设计。主要内容包括：处理器选择， 拟量采集模块，开关量输入输出模块，键盘、显示模块，看门狗电路，通讯模块及电源模块的设计。模块化设计从系统最低功耗要求出发，以避免混合系统带来的影响。 机保护的 案 统 的 护方案 微机保护装置要向体积小，功能强的方向发展。在选用 片时，就必需对芯片的集成度有所要求，尽量避免使用外扩设备，从而减少印制版的面积。传统的 由于片内资源有限，所需的外围设备较多，如地址锁存器 ，可编程单片机通用外围接口芯片 （ 实现了将单片机所需的多个外围芯片集成在一个芯片内，从而可以大大减化电路的设计 【 6】 。 取具有快速数据处理能力的数字信号处理器 称数字信号处理器，是一种特别适合于进行数字信号处理运算的微处理器，其主要应用是实时快速地实现各种数字信号处理算法。目前应用最广的 可编程 I 公司的 列芯片， 其 特点如下 【 7】 ： 改进哈佛结构 允许数据在程序空间和数据空间之间传输，从而增加了速度和器件的灵活性 ； 并行处理结构 使得 功能模块 和 操作 指令流水线工作可 行 ； 专用硬件乘法器使得乘法运算在单指令周期内就能完成，提高了处理速度 ； 特殊 令 可以尽量减少指令周期，提高处理速度 ；快速指令周期 小，最小达到 20这 使其适合实时处理的应用领域 ；附加功能模块 13 加强 了 处理速度，数据吞吐量以及外围控制功能，如 制器，定时器，外部中断控制器等。 通过比较 列芯片，决定选择 行实验性研究， 要集成了 A/D、 时时钟等外设。 统的特点： 接口方便， 编程方便 ， 稳定性好 ， 精度高 ， 可重复性好 ，并且集成方便 。 设计系统硬件结构图 3 盘电源 看门狗32K)路）显示内容： U a ,U b,U c ,I a ,I b,I c ,P ,Q ,W ,T ,8+ 4 ）功能设置与动作状态 8通讯状态型号： N S 12 86 4 - 12 （ ）S T 79 20 控制器（汉字库串行输入）类型：复位，选择，确认 / E S C ， + ， A / ，分，保护，故障，通讯+ 5,- 5; + + 5;M C 78 05 C D 2T ,M C 79 05 B D 2 S 76 7D 31 8P W 源监测R A M （ 18 K *1 6 位） F L A S H （ 12 8K *1 6 位） 4K *1 6 位 R O 12 位 0 43 s 8- 波，幅值变换J T A G 仿真口隔离（离隔离隔离与驱动（ 路S P 6N 13 66N 13 6储能，加热图 3统硬件结构 该装置的结构 包括 信号的采集与处理， A/关量的输入与输出，键盘与液晶显示，看门狗电路，仿真及通讯与电源控制模块等。 14 机保护装置中的 片 设计 钟电路设计 本装置 片的时钟电路是利用芯片内部的振荡电路与 1/脚之间连接一只晶体 管与 两个电容组成并联谐振电路，如图3 该电路 可以产生与外加晶体同频率的时钟信号，电容 4们可以 起到 对时钟频率微调 的 作用 。 + / X C L K I 图 3位电路设计 片可以通过 /脚使 位到一个已知状态，为保证 ，且保持至少两个主频时钟周期，当复位发 生时 使程序计数器复 位。电路如图 3 C 10 0 2 1030 5 V + 3. 32/ R S 15 源模块 由于 片的工作匹配电压一般为 0 以 本设计选用 司 的 电源芯片 供 核电压） 和 +围器件引脚电压） 的电压 ，其最大的工作电流为 1000以满足 工作电压 和各外围器件的供电需求。 为了防止继电器动作电压以及外界通讯电压对 片的影响，本设计开关电源产生的 +12V， 24V， 8】 。 V i o u 0 1M C 7 8 0 5 B D 2 TV i o u 0 2M C 7 8 0 5 B D 2 0 10 . 3 3C 0 0 40 . 3 3+ C 0 0 24 7 u F+ C 0 0 34 7 u F+C 0 0 54 7 u F+C 0 0 64 7 u F+ 1 2 +5- 1 2 3 4 在 12V 有源信号的输入下， 首先通过 能电容器对信号进行小波 段 的滤波，用弧电容 信号进行大波段的滤波，之后通过 片降压，降压后再对不纯的信号进行弧电容器的滤波以达到 路 中两个电容器作用相同 。 I E S 76 81 5R 00 1 250K + C 02 1471 30.1 1 40.1 + 路 16 拟量采集 模块 模拟量采集模块是由若干个电压，电流互感器组成 ，其作用是将来自现场的交流电量转换到处理器模块可以接受的范围内。 本课题选用 四只电压互感器来测量 现电力电容器过电压，欠电压和零序电压的保护 ；选用 三只电流互感器来测量 现过电流的保护 【 9】 。 模拟量采集电路原理图如图 33 P T 1R 2 0 1 1 . 5 0 1 0 . 1U 2 0 1 - 1 61 R 15 0 - 1+ 1 . 5. 压采集电路 C T 1R 2 0 6 1 . 2 0 6 0 . 1 u 0 2 - 1 6J 7 - 5+ 1 . 5. . . 流采集电路 图 3阻 1是限流电阻， 用 以产生电压互感器所需 2足电压互感器工作条件 ； 电阻和电容的 并列 起补偿相位的作用 ； 17 直流偏移量是使输入到 A/是由 A/ 的 A/D 电路即是以此 为基础 进行设计 的 。 图 3互感器输入电压信号 波形如图 3示 ， B 点波形如图3 图 3 图 3 图 3关量输入模 模块 开关量的输入主要完成状态信号的输入。一般说来，开关量输入量分常开与常闭两种 状态 接点 【 10】 。对于常开接点 ，当它出现闭合的情况时 ，我们要求 够读到这个闭合的状态 ，并做出一些逻辑上的判断或运算 。常闭接点 也是如此 。 为了满足输入与输出间的电气隔离，采用光电隔离器 ，也 叫光电耦合器。它将发光器件与光敏器件组合在一起 ，实现电 电 的 转换 。输入 18 与输出之间没有直接电气联系 ，信号是通过光耦合 来传递 的 。 光电耦合器 具有隔离性好，抑制噪音和抗干扰的能力，能被广泛的使用， 可作 为高压开关、 信号隔离与转换 、 信号传输等。本装置采用 本设计开关量输入电路如图 3 U 30 14D I 1J 8_ 100K+ 3. 3图 3关量输入电路 关量输出模块 开关量输出主要完成动作信号的输出。本装置中动作信号主要是跳闸和合闸 。电力电容器保护装置开关量输出电路的可靠性直接反映了保护系统的可靠性。开关量输出主要包括跳闸出口，重合闸出口及就地和中央信号出口等。光电隔离器采用东芝公司的 关量输出电路如图 3 U 5 2 2U 5 0 2 8远方 D 1 2j 4 - 5 1 2图 3关量输出电路 门狗电路 本系统采用的看门狗芯片是 司的 具有可选看门狗溢出定时器， 可选 /可调复位门槛电压，最重要的是它具有 4不予响应的功能 :写保护功能，只有正确输入了写允许命令后，它才能被正确写入，一旦写操作 动作完毕，它自动回复写保护，因此该芯片具有极强的防误写功能，极大提高了整个系统的可 19 靠性。具体电路如图 3 / C W R S 0 3 X 5 3 2 3C 1 0 0 21 0 13 3 . 3 2/ C S 2 / E D I / R S T/ C S 3 S P I S O M I 4 0S P I S I M O 4 1S P I C L K 3 4图 3门狗电路 访问是通过三根线来访问的，即 O，分别对应串行输入时钟，串行数据输入和串行数据输出。其中 脉冲上升沿读取， 的数据由 脉冲下降沿输出。在对芯片操作时， 具体对芯片的操作命令见表 3 1： 指令名称 指令格式 操作说明 000 0110 打开写操作 000 0000 标志位清零 000 0100 关闭写操作 /标志状态 000 0101 读寄存器状态 000 0001 写寄存器状态 000（ 011 从选定地址读数据 000（ 010 向选定地址写数据 表 3 1 芯片的看门 狗 溢出时间可选： 600200关闭， 使用 方 便。 盘、显示模块 1液晶显示 20 本装置中人机会话接口的显示采用液晶显示模块（ 克服了以往装置采用数 码管显示器（ 在的显示功能少，不美观和功耗大等特点【 10】 。 设计 采用 它 是 内置汉字图形点阵的液晶显示控制模块，可方便地实现汉字、码、点阵图形、自造字体的同屏显示 。 而所有这些功能（包括显示、字符产生器以及液晶驱动电路和控制器）都包含在集成电路芯片里，因此，只要一个最基本的微处理系统就可以通过 2812 连接电路如图 3 1234567891011121314151617181920J 4 2 S T 7 9 2 0E r r o r : B l i s s . b m p f i l e n o t f o u n d+5P L E D - O P+ 3 I S O M I 4 0S P I C L K 3 4C S 1 图 3 2键盘： 本装置采用了四个键（确认 /取消，移 动， +， -） ， 结合菜单便可以直观地在线，离线整定定值，修改实时时间，查看故障记录等。 这样只须几个按键就可以实现复杂的操作。 传统的键盘设计采用数字量输入方式，应用了处理器的 I/O 口，这样需要占用大量的 I/O 口。本装置的键盘设计采用模拟量输入方式，只需占用一个 A/大简化了设计。 键盘电路如图 3 21 C 1 0 21 0 0 5 2确认 / E S C+ S 4- - S 5 C I N B 7从图中看出，当按键按下，通过电阻分压，分析出输入到 A/D 口的电压值不同，通过中断调用方式，经过 A/处理器进行数据处理，由软件计算出各个电压值对应的按键功能，处理器做出响应。 各功能按 键与电压值对应关系如下表 3 功能按键 电压值 移动 认 /（增） （减） 3功能按键与电压值对应表 信模块 电力电容器保护装置中内嵌了 许多 的 通讯模块，主要包括了 22 准接口和 讯接口 【 11】 ， 其中 装置的备用模块。 控制器局域网（ 串行通讯协议，能有效地支持具有很高安全等级的分布实时控制 并且应用广泛。 其可靠性和实时性远高于普通的通信技术。 本 设计采用 选用东芝公司的高速光电耦合器 6电路如图 3 11223344G N 0 2U 4 0 1S N 7 4 L V C 1 G 0 7U 4 1 1S N 7 4 L V C 1 G 0 7C 4 0 80 . 1 5R 4 0 51 0 61 3 . 3R 4 0 71 0 0 81 0 D 2S C I T X D B 9 0C A N T X A 8 72 42 4L O G I C I 图 3讯口 电路 图 错能力强，可在高噪声干扰环境中合作。本设计为图中 2,3 拐角引入的串行口。它 具有优先权和仲裁功能，多个控制模块通过 制器挂到 ，形成多主机局部网络。其可靠性和实时性远高于普通的通信技术。 23 第 4章 电力电容器 微机保护装置的软件设计 在电力电容器微机保护装置的软件设计中，主要考虑的是交流采样算法，保护算法，通过采 样得到的数据按照一定的保护算法来进行判断保护是或工作，在第二章主要谈了保护的原理，本章主要论述了交流采样算法的原理和软件的具体实现包括主程序模块，中断服务子程序模块和