《城轨供电系统继电保护与二次回路》电子教案 24微机保护原理

PAGE7PAGE教案扉页单元标题微机保护原理教案编号24教学时数2授课类型R理论课□实训课授课教师□理实一体化课授课班级授课时间上课地点合作教师日期节次教学目标能力目标会分辨微机保护装置的各个模块。知识目标掌握微机保护装置硬件组成，掌握各个模块的作用。理解数据采集系统的工作原理，了解软件系统。德育目标培养学生爱国精神素质目标学会系统全面地分析问题。本次课涉及内容能力训练任务分辨微机保护装置的各个模块。案例无知识点掌握微机保护装置硬件组成，掌握各个模块的作用。理解数据采集系统的工作原理，了解软件系统。本次课使用的外语单词无本次课使用的教学材料《城市轨道交通供电系统继电保护》项目负责人评价意见或建议项目负责人课前签字签字日期单元教学计划步骤教学内容及能力/知识目标教师活动学生活动时间分配1、导入德育教育：从工作出发，培养爱国情怀内容：采用微机来实现的保护称为微机保护，具有如下优点：（1）可靠性高；（2）灵活性强；（3）性能改善，功能易于扩充；（4）维护调试方便；（5）有利于实现变电站综合自动化分析对比优缺点对比记忆152功能分类内容：微机保护装置从功能上可以分为六个部分，如图所表示：各部分的功能如下：1.模拟量输入系统（数据采集系统）——采集由被保护设备的电流电压互感器输入的模拟信号，将此信号经过滤波，然后转换为所需的数字量。2.CPU主系统——包括微处理器CPU，只读存储器（EPROM）、随机存取存储器（RAM）及定时器（TIMER）等。CPU执行存放在EPROM中的程序，对由数据采集系统输入至RAM区的原始数据进行分析处理，并与存放于E2PROM中的定值比较，以完成各种保护功能。3.开关量输入/输出回路——由并行口、光电耦合电路及有接点的中间继电器等组成，以完成各种保护的出口跳闸、信号指示及外部接点输入等工作。4.人机接口部分——包括打印、显示、键盘、各种面板开关等，其主要功能用于人机对话，如调试、定值调整等。5.通讯接口——用于保护之间通讯及远动。6.电源——提供整个装置的直流电源。图片讲解，分析功能学会分析原理153数据采集1内容：微机保护数据采集系统A/D式数据采集系统如图所示：1)电压形成回路微机继电保护要从被保护对象的电流、电压互感器处取得相应信息。但这些二次数值、输入范围对典型的微机继电保护电路却不适用，需要降低和变换。一般采用变换器来实现变换。（微机保护参数的输入范围：0～5V或4～20mA）2)采样保持与低通滤波由于微机保护只能对数字量进行运算和判断，所以应将连续模拟量变为离散量。采样保持电路作用就是在一个极短的时间测出模拟量在该时刻的瞬时值；并要求在A／D转换期间保持不变。同时采样：继电保护大多数原理是基于多个输入信号，如三相电流、三相电压等。在每一个采样周期对通道的量全部同时采样。采样频率：采样间隔的倒数称为采样频率。采样频率的选择是微机保护中的一个关键问题。频率高，采样精确，但对A/D转换器的转换速度要求也高，投资也就越高。为了将信号波频率限制在一定频带内，一般利用低通滤波器将高频分量滤掉，这样可降低采样频率，即降低对硬件的要求。图片讲解，分析功能学会分析原理154数据采集2内容：3)多路转换开关为了保证阻抗、功率方向等不受影响，对各个模拟量要求同时采样，以准确地获得各量之间的相位关系。同时节省硬件，可利用多路开关轮流切换各通路，达到分时转换的目的，共用A/D转换器。4)模数转换器作用:将输入模拟量变为与其成正比的数字量,以便进行处理、存储、控制和显示。实物讲解对比记忆155、开关量输入回路内容：开关量输入大多数是接点状态的输入，可以分成两类：一是安装在装置面板上的接点,另一类是从装置外部经过端子排引入装置的触点。第一类接点，与外界电路无联系，可直接接至微机的并行接口如图(a)所示，也可以直接与CPU的输入接口线相连。在初始化时规定图中可编程并行接口的PA0为输入口，CPU可以通过软件查询，随时知道外部接点S的状态。当S未被按下时，通过上拉电阻使PA0为5V，S按下时，PA0为0V。因此CPU通过查询PA0的电平为“0”或为“1”，就可以判断S是处于断开还是闭合状态。第二类接点由于与外电路有联系，需经光耦器件进行隔离，以防接点输入回路引入的干扰，其原理接线如图所示。图中虚线框内是光耦元件，集成在一个芯片内。当外部触点S接通时，有电流通过光耦器件的发光二极管，使光敏三极管受激发而导通，三极管集电极电位呈低电平。S打开时，光敏三极管截止，集电极输出高电平。因此三极管集电极的电位亦即PA0口线的电位变化，就代表了外部触点的通断情况。图片讲解展示分析记忆106、人机联系内容：人机联系1)人机接口回路微机保护的人机接口回路是指键盘、显示器及CPU插件电路。作用：通过键盘和显示器完成人机对话任务、时钟校对及CPU插件通信和巡检任务。在单CPU结构的保护中，接口CPU就由保护CPU兼任。在多CPU结构保护中，另设专用的人机接口CPU插件。2)键盘、显示器接口键盘处理内容：落键识别、键号识别、重键处理