10kV过流保护控制器的软件设计(2)
电力行业的不断发展，不仅推动着科技的进步、经济的发展和生产过程的高度自
动化，同时也使人们的生活水平得以逐步提高。而伴随着这种发展，电网中的非线性
负荷乃至冲击负荷用户不断增加，这也给电网的安全、稳定运行带来一些干扰，加之
用户对电能质量的要求越来越高，电能监测与保护装置的作用就显得尤为重要。
电力系统是由发电、输电、配电、用电这四个环节组成的，作为电力系统中十分
重要的一部分，10kV 配电系统的安全、稳定、可靠运行，不但直接关系到企业用电的
通畅，而且涉及到电力系统能否正常的运行[1、2 ]
。过流保护控制器能够通过测量和计
算线路上的电流电压参数，并与设定值相比较，当线路出现过流时，可以快速有选择
地发送跳闸信号，及时、可靠地切除故障，以防止故障的进一步扩大，从而减小故障
所带来的损失。
1.2 研究现状和发展趋势分析
1.2.1 数字信号处理器和微控制器
90 年代以来，数字信号处理技术已逐渐成为最常用的工程术语之一，被广泛应用
于生产生活当中[3]
。数字信号处理器 DSP（Digital Signal Processor）是一种专门
设计用来处理数字信号的高速处理器[4]
。它可以将接收到的模拟信号进行模数转换，
并能够利用转换后的数字信号进行逻辑运算。数字信号处理器具有精度高、接口简单、
集成度高等优点。微控制器 MCU（Microcontroller Unit）是将微型计算机的主要部
分，如中央处理器、定时/计数器、内存、接口等各部件集成在一个芯片上的单芯片
微型计算机。它具有体积小、接口简单，且成本较低的良好特性。利用数字信号处理
器与微控制器的配合，可以实时、高效地采集并处理信号，实现人们需要的功能。
1.2.2 电力监测装置
电能质量监测指的是在收集、分析的电力参数的同时，将原始测量数据解释为有
用信息的过程[5]
。当前的电力监测装置主要分为三种类型，手持式仪表、远程监测仪
表和便携式多功能分析仪表。随着科技的发展，微处理器（MCU）和数字信号处理器
（DSP）的性能越来越高，使得电力监测装置具有较强的数据处理能力，和更大的存
储空间。近几年中，我国出现了许多新型的永久性、分布式、基于 Internet 的电能质量在线监测系统[6]
。未来的电能质量监测系统在技术和功能上更加强调分析手段的
智能化、对电网运行性能的自动评估，以及对各种电能质量问题的预测。
1.2.3 微机保护装置
在近些年的继电保护装置发展过程中，微机保护装置以其硬件通用性强、编程方
便、稳定性好、精度和可靠性高等优良特点，逐步取代了传统的电力保护装置[ 7、8]。
现阶段，以 32 位数字信号处理器为基础的保护、控制、测量一体化微机装置已经广
泛投入使用，随着生产技术的成熟，微机保护装置的网络化必将成为继电保护技术发
展的趋势[8]。
1.2.4 过流保护控制器
过流保护控制器是一种具有检测短路故障电流功能的装置，它可以通过设定电流
定值、过流时间等参数，来实现电流速断保护、定时限过电流保护等功能。目前普遍
应用的过流保护产品主要有熔断器、断路器、基于微处理器的过流保护模块等[9]
。熔
断器虽能起到保护作用，但熔丝烧断后无法重复使用；断路器为机械结构，动作的反
应时间较长，保护电流不能随意设置，且环境指标较低。而用纯硬件电路实现的过流
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