在微机自动装置中广泛应用低通滤波器， 其接线非常简单。如图所示。滤波的时间也 短，约为3ms。
加、减法数字滤波器 基波数字滤波器。只要完成下列算式，就 可将幅值不变的基波滤除掉。
u uk uk 6 U m sin U m sin( 180)
U m (sin sin ) 0
1.采样及微分法 设电压和电流分别为 ： （1） i I m sin(t ) （2） 以电压为例，在式（ 1 ）中， Um 是正弦电 压的幅值，在这里是待定的未知量，u是t时刻 的采样值，是已知量。因为采样不与正弦波同 步，所以ωt也是未知量。
u U m sin t
显然，一个方程式无法解出两个未知数。为此， 必须再找一个方程式与式（1）联立求解。 对式（1）微分可得 du）和式（3）可求出
n 1

2 U nR u (k ) cos k N k 0 N 2 2 U nj u (k ) sin k N k 0 N 2 N
N
4.均方根算法
U=
1 N
u
i 1
N
2 i
I=
1 N
2 i i i 1
N
式中 N——每个周期采样点数； ——第i点电压采样值； ui ——第i点电流采样值。
ii
二、 数字滤波 滤波的方式有两种，一种为模拟滤波，一 种为数字滤波。模拟滤波器要硬件构成，且 滤波用时比数字滤波长。所以在微机自动装 置中只有满足不了采样定理的高次谐波才采 用模拟滤波器滤波。如工频周采样 12 次，则 采样频率为，而采样定理要求，所以6次及以 上次数的谐波只能靠模拟滤波器来滤除。
第一节 微机继电保护装置输入信号的预处理
微机继电保护的输入量有两种类型，一 种是开关量（可视为数字量）输入，开关 量输入只需要进行电压匹配处理；第二种 是模拟量输入，模拟量一般从电压互感器 和电流互感器引入二次电压和电流，模拟 量输入信号必须进行预处理，将其变为数 字量。
预处理首先经变换器变为适合于装 置所要求的电压，再由输入滤波器滤 去直流分量、低次及高次谐波分量和 各种干扰信号，进入模/数（A/D）转 换器变换成数字量，微处理机即对输 入的数字量进行运算和判别，然后决 定装置是否动作。微机型继电保护装 置的硬件原理框图如图1-1所示.
Um u2 u2

2
（4）
式中 u —任一时刻电压的采样值； uˊ—采样值u的微分。
如图所示，uk为当前采样值。
图中：uk-1为tk-1时刻的采样值；uk+1为tk+1时刻的采样值，则
Um u
2
k
uk 1 uk 1 2 2 ( ) / 2T （5）
2.半周积分算法
S
A/D转换器是微机继电保护中的重要元件。 A/D转换器的具体电路很多，在实际装置中考 虑的因素也很复杂，作为基本原理，这里分别 介绍微机继电保护中用得较多的逐次逼近式 ADC、双斜坡ADC和压频变换VFC(逐次逼近式 ADC、双斜坡ADC为选学内容)。
3. 电压—频率模/数转换器（VFC） 基本原理：将被转换的电压变换为与之成 正比的脉冲频率，然后在固定的时间间隔内 对具有此频率的脉冲进行计数。频率的大小 代表输入电压的高低。
T /2 0
U m sin tdt
Um

cos t0
T /2

2

Um
T

Um
1 S uk N ( )U m 2 k 1
式中 S——半周内N/2个采样值的总和； uk——第k个采样值； N——工频周采样次数； α——第一个采样值的初相角
。
N /2
3.傅氏算法
u (t ) U 0 (U nR cos nt U nj sin nt )
电压—频率模/数转换器
四、量化与编码
模/数转换器输出的数字信号代码，在 转换过程中同时要完成量化和编码。量化 就是将离散的采样信号瞬时值与 A/D 转换 器中基准电压的分层进行比较，并按四舍 五入的原则用幅度不连续的电平表示输入 信号的相对幅值。
装置外部引入的触点应经光电隔离
第二节 微机继电保护的基本算法 与数字滤波 一、 微机继电保护的基本算法 算法是微机继电保护的数学模型， 是微机继电保护工作原理的数学表达式，是 编制微机继电保护计算程序的依据。
二、采样、采样定理及采样保持器 采样 — 周期性的抽取或测量连续信号。 采样定理 —为了能根据采样信号完全重现 原来的信号。采样频率fs必须大于输入连续信 号最高频率的2倍。 即：
f s 2 f max
采样周期： T =1/ fs 采样频率fs在240Hz到2000Hz之间。
采样波形图
三、模/数（A/D）转换器
（6）
不难分析式（6）同时可滤去3次和5次谐波。对3次谐波有
u3 uk .3 uk .36 U m.3 sin 3 U m sin 3( 180) Um.3(sin 3 sin 3 ) 0
谢谢 !
TA
LB
TV
模拟滤波
A D CPU
YB
A D
图1—1
微机继电保护工作流程图
一、输入模拟信号的电平变换 输入模拟信号电平变换环节，通常位于前 置模拟通道之前，它是数字保护装置信号输 入的第一环节。该环节的作用有两个：一是 使输入信号与微机模入通道电平相匹配；二 是实现装置内部的电隔离，即不使系统二次 侧设备与微机继电保护之间存在电的联系， 以提高抗干抗能力。 输入模拟信号的电平变换主要由各种电压、 电流变换器来实现。
微机型继电保护基础知识
微机型继电保护近年来在电力系统中已广 泛应用。微机型继电保护的主要优点： 使用方便； 检验和调试方便； 不同原理的装置可以采用通用的硬件，只 要改变软件（程序）就可以改变装置的特性 和功能；可实现特性完善的装置 ；
有附加功能：如装置动作后，打 印故障信息、记录各装置动作顺序 和动作时间、判别事故类别和记录 电流、电压波形等。