【摘 要】目前微机保护测控一体化装置已经在110KV及以下电压等级的变电站逐步得到应用。由于这种方式可将开关柜就地安装，可集中组屏，各间隔层相互独立，相互之间以及与站控层之间通过网络互联，不仅使二次电缆使用数量大幅减少，而且很大程度上提高了自动化系统的可靠性，实践证明了微机保护测控一体化装置的优越性，日益得到重视和推广[1]。
　　【关键词】变电站 保护测控一体化装置 傅氏微机保护算法
　　微机保护测控一体化装置是由高集成度的高精度电压电流互感器、总线不出芯片的单片机、高可靠开关电源模块、高绝缘强度出口中间继电器等部件组成，是集保护、控制、测量、通信为一体的一种经济型保护装置，能够反映电力系统的故障和异常运行状态，并使断路器跳闸以及发出报警信号。本章将运用微机保护算法研究微机保护测控一体化装置，并对保护装置的软硬件结构以及实现的保护功能进行分析。
　　一、常用的微机保护算法研究
　　要在微机上实现继电保护功能，需要先作出继电保护原理的数学模型，再根据数学模型编写微机程序。实质上是将采样电压和电流的瞬时离散值经过一系列信号处理，得出与线路故障相应的特征值，然后根据这些特征值判断故障出现时间及故障类型。微机继电保护算法和数字信号处理方法在变电站综合自动化系统中有着十分重要的作用。
　　二、傅氏微机保护算法研究
　　继电保护的微机保护算法有很多，不管是哪种算法，其核心问题都是要计算出可以表示被保护设备的运行物理量，如设备或线路的电压、电流等物理量的有效值、相位、视在阻抗等，或者算出它们谐波分量或基波分量或谐波的振幅和相位等。有了这些电气物理量的数值，就可以设计各种不同功能的保护。
　　假定被采样的模拟信号是一个周期性时间函数，除基波外还含有不衰减的直流分量和各次谐波，可表示为
　　上式中表示基波角频率，、分别表示各次谐波的正弦项与余弦项的幅值。其中，当n=0时，表示直流分量，当n=1时，、表示基波分量正弦项与余弦项的幅值。根据傅氏级数原理，可以求出、分别为
　　式中，N为一个周期T中的采样数；k为从故障开始时的采样点序号，一般每周采样12点即N=12。
　　在微机保护系统的算法设计中需要的是基波分量，即当n=l时的分量，当每个周期采样12个点时，公式 （1-2）可简化为：
　　以上这种计算方法称为全波傅氏算法，此算法的数据窗是一个采样周期，所以它的反映速度比较慢。若要克服这个缺点，可以运用半波傅氏算法。
　　由以上分析可以得到傅氏算法的特点：
　　（一）当采样频率越高时，计算精度越高，响应速度越慢；当采样频率越低时，计算精度越低，响应速度越快。
　　（二） 傅氏算法具有很好的滤波作用，可以滤掉恒定的直流分量和谐波分量，但不能消除衰减的直流分量。
　　（三） 全波傅氏算法的数据窗较长，达一个周期，响应速度比较慢，但运算精度相对较高，而半波傅氏算法的数据窗则缩短为半个周期，响应速度比较快，但运算精度有所降低。
　　在微机保护一体化装置的设计中，选择全波傅氏算法作为保护算法，故障模拟量经过电压互感器PT和电流互感器CT进入A/D转换器，选择采样频率为600HZ，即一路信号在一个周期有12个采样点，然后得到的12个采样值通过式（1-3）和式（1-4）计算得出模拟输入量的实部和虚部，然后可以计算出模拟输入量的幅值和相角。
　　基波电流的有效值和相角分别为
　　在保护算法的设计中，主要是根据式（1-3）和式（1-4）把采集一路信号的12个离散值计算得出模拟量基波分量的实部与虚部，再根据式（1-5）就可以得出基波分量的有效值与相角，最后将有效值和保护整定值进行比较，从而判断保护装置是否动作。
　　参考文献：
　　[1]王善祥、李钢、周劭亮等.新型保护测控及电能质量一体化装置[J].电力系统自动化，2005，29（3）：95-96
　　[2]楼顺天，李博苗.基于MATLAB的系统分析与设计-信号处理[M.西安电子科技大学出版社，1998
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　　[4]胡昌华，张军波，夏军，张伟.基于MATLAB的系统分析与设计-小波分析[M].西电子科技大学出版社，1997
　　[5]Haykin S.Modern Fi1ters.New York：Macmil1an Publishing Company，1989