【无源微机保护】数字滤波器优点和微机保护装置

数字滤波器的突出优点有哪些？

  在微机保护装置的算法中，数字滤波器是一种特殊的算法，其特点是通过对采样序列的数字运算得到一个新的序列，在新的序列中已滤除了不需要的频率成分，只保留了需要的频率成分。
  在微机保护中，广泛采用了数字滤波器，因为数字滤波器与模拟滤波器相比，具有以下突出优点。
  (1)滤波精度高。通过增加微机所使用的字长，可以很容易地提高滤波精度。
  (2) 具有高度的灵活性。通过改变滤波算法或某些滤波参数，可灵活调整数字滤波器的滤波特性，易于适用于不同应用场合的要求。
  (3) 稳定性高，受环境和温度的影响较小，具有高度的稳定性和可靠性。
  (4) 便于时分复用。采用模拟滤波器时，每一个通道都需要装设一个滤波器，而一套数字滤波器通过时分复用，可以完成所有通道的滤波任务，并保证各个通道的滤波性能完全一致。
   数字滤波器的滤波特性通常用频率响应来衡量，它包括幅频特性和相频特性。幅频特性反映的是不同频率的输入信号经过数字滤波后，其幅值的变化情况；而相频特性反映的是输入和输出信号之间相位移的变化情况。
  由于大多数的保护原理只用到基频或某次谐波，因此，微机保护最关心的是滤波器的幅频特性。即使需要进行相位比较，也只要将参加比较相位的各个分量采用相同的滤波器，它们的相对相位也总是不变的。因此，对滤波器的相频特性一般不作特殊要求，只有在某些特殊场合才考虑相频特性的影响。

    微机保护装置的开关量输入分类
   对微机保护装置的开关量输入，即接点状态(接通或断开)的输入可以分为以下两类。
  (1) 由安装在装置面板上的接点产生的输入。这类接点包括：装置调试时使用的；运行中定期检查装置用的键盘接点，以及切换装置工作方式用的转换开关等。
  (2) 由从装置外部经过端子排引入装置的接点产生的输入。例如由运行人员不打开装置外盖而在运行中切换的各种压板、转换开关以及其他保护装置和操作继电器的接点等。
  装在装置面板上的接点，可直接接到微机的并行接口。只要在初始化时规定图中可编程的并行口的 PA为输入口，则CPU就可以通过软件查询，随
时知道图1-3中外部接点S1 的状态。
     对于某些必须立即得到处理的外部接点的动作，如果担心CPU用软件查询方式会带来延时，则可以将光敏三极管的集电极直接接到CPU的中断请求端子上。
差分滤波器的作用详述

  ① 消除某些谐波的影响。需要指出的是，差分滤波器对故障信号中的某些高频分量有放大作用，因此，一般不能单独使用，需要与其他数字滤波器和算法配合使用，才能得到良好的滤波效果。
  ② 抑制故障信号中衰减直流分量的影响。差分滤波的突出优点之一是可以完全滤除输入信号中恒定的直流分量，即使对衰减直流分量也有良好的抑制作用。为获得良好的抑制衰减直流分量的效果，加快计算速度，通常取K＝1。
  ③ 提取故障信号中的故障分量。在式(1-4)中，若取K＝N，
滤波方程为y(n)=x(n)-x(n-N)相应地，在幅频特性中有 fm=fi，即该滤波器可滤除直流、基频及所有整次谐波分量。这样，当电力系统正常稳定运行时，(ny＝0，即滤波器无输出；当发生故障时，在故障后的个基频周期内，输出量)(ny为故障信号与正常信号的差值，这个差值称为故障分量。根据上述特点，差分滤波器常用来实现故障的检测(起动)元件，选相元件以及其他利用故障分量原理构成的保护。

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