等離子技術

[拼音]：weiji jidian baohu

[英文]：microcomputer relay protection

應用微型計算機或微處理機構成的繼電保護。1965年已開始計算機保護的研究工作，但由於在價格、計算速度和可靠性方面的原因，發展緩慢。70年代初、中期，大規模積體電路技術的飛速發展，微型計算機和微處理機問世，價格大幅度下降，計算速度不斷加快，可靠性也大為提高，微機繼電保護的研製隨之出現高潮，到70年代後期已趨於實用。

結構與工作原理

微機繼電保護的基本構成如圖1所示。

微機繼電保護的輸入訊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，其過程如圖2所示。

繼電保護在大部分情況下取用輸入訊號中的基波模擬量。根據取樣定理，如被測訊號頻率（或要求保留的最高次諧波頻率）為f0，則取樣頻率fδ必須大於2f0，否則由取樣值不可能擬合還原成原來的曲線。對於那些大於0.5fδ頻率的諧波分量，必須在進入取樣器之前，利用模擬式低通濾波器（前置模擬濾波）將其濾掉。

由於輸入訊號常常有多個，故設定多路轉換器將輸入模擬訊號逐個交與A/D變換器轉化成數字量。這些數字量應在儲存器中按先後順序排列，以便後續功能處理程式取用。

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變換後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，通過時分複用可使裝置簡化，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式或演算法，它將代表輸入訊號的數字時間序列轉換為代表輸出訊號的數字時間序列，使訊號按照預定的形式變化。微機繼電保護中應根據電力系統訊號的特點和保護原理的要求設計、選擇相應的數字濾波器。數學濾波器的主要效能指標是頻域特性、時延和計算量。

演算法問題

對離散和量化的數字式取樣序列，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，一些演算法是基於被取樣的電壓、電流均系純正弦波的，為此應將輸入訊號進行預處理。稍後，相繼提出傅立葉演算法和沃爾什函式演算法。它們假定輸入訊號中含有非週期分量、基波和高次諧波。這些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，但對非週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訊號中還含有許多隨機高頻分量，它們起著干擾或噪聲的作用。對此，可採用最小二乘曲線擬合演算法或對計算結果採取平滑措施。上述種種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算法。

優點與應用前景

由於計算機的優越儲存能力，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相容性問題。