微机保护数字滤波器仿真设计
The Digital Filter Simulation Design of
Microcomputer protection
总计 毕业设计（论文） 32 页 表 格 0 个
插 图 6 幅
摘 要
随着电力系统规模的不断扩大，对继电保护性能的要求也越来越高。因此，微机保护受到了人们的广泛关注。然而，数字滤波器是微机保护中最重要的组成部分之一。本文首先对数字滤波器的背景意义、发展趋势、实现方法进行了介绍；并介绍了可用于开发数字滤波器的设计仿真平台——MATLAB，包括MATLAB的主要功能、用户界面设计以及滤波器在设计仿真中的应用；然后通过简要介绍数字滤波器的一些相关知识，引出了差分滤波器和加法滤波器；最后比较了这两个滤波器的滤波特性。
关键词：微机保护 数字滤波 仿真设计 滤波特性
Abstract
With the development of power system, the relay protection performance requirements are also getting higher and higher. Therefore, microcomputer protection has been widespread concern. However, the digital filter in microcomputer protection is one of the most important parts. In this thesis, the background and meaning of digital filter, trend of development, implementation methods are introduced; and introduced can be used for the development of the digital filter design and Simulation Platform -- MATLAB, including the main functions of MATLAB, the design of user interface and filter in the design application in the simulation of digital filter; then through a brief introduction of some related knowledge, led differential filter and adding filter; finally the comparison between the two filter characteristics.
Key Words: relay protection; digital filter; simulation design; filter characteristics
目 录
摘要???????????????????????????????I ABSTRACT???????????????????????????II 第一章 微机保护概述??????????????????????1
1.1 微机保护的运行原理?????????????????????1 1.2 微机保护的硬件构成?????????????????????1 1.3 微机保护的特点???????????????????????2 1.4 数字滤波器在微机保护中的作用????????????????2
第二章 数字滤波器???????????????????????4
2.1 数字滤波器的基本知识????????????????????4 2.2 差分滤波器?????????????????????????6 2.3 加法滤波器?????????????????????????7
第三章 基于MATLAB的仿真设计?????????????????9
3.1 MATLAB的概述???????????????????????9 3.2 差分滤波器的仿真设计????????????????????11 3.3 加法滤波器的仿真设计????????????????????14 3.4 两种滤波器的比较及应用???????????????????17
结语??????????????????????????????24 参考文献????????????????????????????25 附录 差分滤波器程序??????????????????????19
第一章 微机保护概述
微机保护是用微型计算机构成的继电保护，是电力系统继电保护的发展方向（现已基本实现，尚需发展），它具有高可靠性，高选择性，高灵敏度。微机保护装置硬件包括微处理器（单片机）为核心，配以输入、输出通道，人机接口和通讯接口等.该系统广泛应用于电力、石化、矿山冶炼、铁路以及民用建筑等。微机的硬件是通用的，而保护的性能和功能是由软件决定。
1.1微机保护的运行原理
微机保护装置的数字核心一般由CPU、存储器、定时器/计数器、Watchdog等组成。目前数字核心的主流为嵌入式微控制器（MCU），即通常所说的单片机;输入输出通道包括模拟量输入通道（模拟量输入变换回路（将CT、PT所测量的量转换成更低的适合内部A/D转换的电压量，±2.5V、±5V或±10V）、低通滤波器及采样、A/D转换）和数字量输入输出通道（人机接口和各种告警信号、跳闸信号及电度脉冲等）。
1.2微机保护的硬件构成
微机保护各部分结构及功能如下： （1）模拟量输入系统（数据采集系统 ）
微机系统只能识别数字量，保护所反应的电流、电压等模拟信号需转换为相应的微机系统能接受的数字信号。 （2）数据处理单元(CPU系统 )
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，