微机的自动装置分析论文（精选3篇）由网友“小爱熙熙”投稿提供，以下是小编为大家准备的微机的自动装置分析论文，供大家参考借鉴，希望可以帮助到有需要的朋友。
篇1：微机的自动装置分析论文
1、引言
在电力系统中，有些被称为同期点的断路器在进行合闸操作时，断路器的两端都有可能因由不同的电系统供电而带电。此时，就必进行一系列的操作，最终才能将断路器合闸。这一系列的操作加上断路器合闸操作统称为并列操作。
同期点的并列操作时电力系统中一项主要的操作内容。因为断路器的两端均有电源，若同期点断路器的合闸时机不适当，两端的电参数相差较大，就将会引起断路器爆炸甚至整个电力系统稳定破坏而导致崩溃，发生大面积停电的重大恶性事故。
我厂以前采用的手动准同期装置基本上也能将同期点断路器的合闸时间控制在一定的范围之内。但在一下方面存在一定缺陷：
a、没有自动选择时机的功能，合闸时机很难把握，所以对操作人员的要求较高，经常出现操作人员多次合闸不成功的事件。
b、合闸时机随意性大。只要操作人员合闸瞬间在同期装置的允许范围之内，断路器就能合闸。但断路器由于有机械和电气传动延时和断路器的固有合闸时间，很可能断路器的合闸时实际上已经不在并列操作的.允许范围之内，从而造成非同期合闸，对断路器、发电机以及电系统造成冲击。
c、不能自动调节。对于发电机的各项电参数，必须由操作人员进行手工调节。特别是频率（转速），必须由主控室运行人员与汽轮机操作室相互联系协调好，才能进行调节。这使得一个发电机的并网操作往往需要半个多小时才能成功。
d、原有的手动准同期装置至投运至今已经近30年，继电器已严重老化，可靠性已大大降低。
基于以上的原因，我们采用一种能自动调节各种电参数，在条件满足的情况下，自动发出合闸脉冲指令的微机智能型准同期装置已势在必行。
2、自动准同期装置的原理
众所周知，电力系统中任一点的电压瞬时值可以表示为u=Umsin(t+φ)。可以看出，同期点断路器并列的理想条件就是断路器两侧电压的三个状态量全部相等，即待并系统电压UG和大系统电压UX两个相量完全重合并且同步旋转。用公式表示则为：
（1）ωG＝ωX或fG＝fX（即频率相等）
（2）UG＝UX（即电压幅值相等）
（3）δe＝0（即相角差为0）
此时，并列合闸的冲击电流等于零，并且并列后两个系统立即进入同步运行，不会产生任何扰动现象。
为了使并列操作满足条件，尽量使合闸时达到理想条件。自动准同期装置必须设置三个控制单元。（如图1）
（1）频差控制单元。它的任务是检测待并系统（发电机）电压UG与大系统电压UX之间的滑差角频率ωS，且调节发电机转速，使发电机电压的频率接近系统频率。
（2）电压差控制单元。它的功能是检测UG和UX之间的电压差，且调节发电机电压UG，使之与UX之间的的差值小于规定允许值，促使并列条件的形成。
（3）合闸信号控制单元。检查并列条件，当待并机组的频率、电压都满足并联条件时，合闸控制单元就选择合适的时间发出合闸信号，使并列断路器的主触头接通时，相角差δ接近0或控制在允许范围之内。
3、MAS-2微机自动准同期装置的主要特点
经考察，我们最后采用了南瑞系统控制公司的MAS-2型微机自动准同期装置。该装置以INTEL公司的80C196单片机为核心，配以高精度交流变流器，准确快速的交流采样以及严格的计算技术，准确计算开关两侧的电压、频率和相角差；输入/输出光电隔离，采用进口密封快速中间继电器作为合闸输出和电压切换，装置的抗干扰能力强，技术先进。
（1）通过控制待并系统机组调速、调压实现频率和电压的自动跟踪，使频差、压差尽快进入准同期允许的范围，平均每半个工频周期测量出相角差Δδn，在Δδn＝Δδdq＝Δω·Tdq+Δaω·Tdq·Tdq/2时，即T＝Tdq时发出合闸脉冲，实现快速并网。在同频不同相时，也可以发出合适的调速脉冲以缩短并列过程。由于计及角速度（ω）和角加速度，确保了断路器合闸时相角差Δδn接近零。
（2）该装置检同期合闸具有频差闭锁（Δf）、压差闭锁（ΔU）和加速度闭锁（dΔf/dt）功能。
（3）除具有检同期合闸功能外，还具备无压（一侧无压或两侧均无压）、电网环并（开关两侧为同一电源）等自动快速合闸功能。
（4）对输入的各侧电压和频差都进行双回路测量，双回路测量结果应一致，保证测量和计算的正确性。
（5）装置具有液晶显示屏菜单显示，便于监视和参数的设定和修改。装置掉电后，参数不会丢失。
（6）具有自试和自检功能。
（7）装置可以单独使用，也可与监控系统配合使用，实现远方遥控同期装置。多个同期点只需一台准同期装置。采用各同期点输入电压、合闸出口和调节出口选点开关切换，切换选点切换和装置上人工操作选点开关切换。
4、MAS-2微机自动准同期装置的硬件组成
MAS-2型微机自动准同期装置的硬件框图如图2，其核心是16为的单片机，装置软件存储在EPROM内，EEPROM中存放定值，RAM是数据存储器，存放运行数据、事故记录等。现场PT送来的交流电压信号经过隔离变换后送采样保持回路，再由单片机内部的A/D变换器变为数字信号，CPU进行采样、有效值的计算。
另外，交流信号波形变为方波后，进行频率和相位角的测量，再由单片机计算出频率的变化率。晶振分频产生600Hz的信号，作为采样保持信号和CPU的中断源。并行I/O扩展芯片8255的C口用于开关量输入，A口、B口经过出口逻辑电路同时控制输出信号继电器和合闸继电器。同期信号插件与同期切换插件控制信号输出、电压切换和合闸电流的保持。调速调压插件在发电机并网时经自动调节发电机有功同步马达和励磁电流，缩短同期并列的过程。
5、MAS-2微机自动准同期装置的软件结构与功能
MAS-2微机自动准同期装置的软件流程如图3所示：
该装置的软件结构分为主循环程序和中断处理程序两大部分。定时中断由晶振电路分频产生，每隔1.666ms进入一次中断。中断程序主要完成电压瞬时值采样；电压有效值计算、频率值计算、相位角计算与dΔf/dt的计算；启动判断、检同期判断、检无压开入判断等；合闸输出及中央信号控制等。主循环程序主要完成面板显示、定值修改、回路自检、信号复归以及仿真试验、打印输出等功能。
MAS-2微机自动准同期装置还具有比较独特的功能：
（1）装置的异常闭锁功能
a、装置微机能对内部存储器和一些芯片进行自检，一旦发现异常，立即闭锁同期出口，并输出装置异常接点信号；
b、对每个电压回路都有双回路进行测量，如发现两个回路测得的同一个电压和频率相差很大，则立即闭锁同期出口，并发出装置异常接点信号；
c、对于变电站多线路、多同期点，为了避免误合闸以及不同线路的PT二次侧短路，一次只能允许执行一个同期点的并列操作。如果检测到选点命令（启动）多于两点时，则立即自动解除同期切换板电源，闭锁同期出口，并发出异常接点信号。
（2）装置的复归功能：
复归是指切除装置所有TQH（同期切换模件）、TQX（同期信号模件）、TJC（调速调压模件）中所有继电器的24V控制电源。复归的方式有三种：
a、通过按同期信号模件（TQX）上的复归按钮（FA）人为复归；
b、合闸脉冲发出后延时2秒由软件控制TQX模件中的继电器复归；
c、同期点启动后，超过选点启动自复归时间定值Trs后仍未合闸，由软件控制TQX模件中的继电器自动复归。
（3）装置与监控系统分通讯功能
MAS-2微机自动准同期装置的通讯接口为RS-232方式，能与监控系统进行通讯，后台监控机能在远方控制同期点的并列操作，并能取得准同期装置所有的定值和同期操作时的所有实时数据
6、应用情况及其效果
MAS-2型微机自动准同期装置在我厂投用一年多，运行情况一直良好。由于其具有一定的智能性，能够根据采集到的电参数，通过计算，自动发出指令，对发电机的电压、频率进行调节，一旦准同期条件满足，则能自动在适当的时间发出合闸脉冲，使同期点断路器能在最佳时机合闸。
其应用效果主要体现在以下几个方面：
（1）操作方便简单。操作人员在选择了不检、检无压和检同期任一方式后，只需按一下同期切换插件上的按钮，便无需其它任何操作。以后部分由微机装置自动完成采样、计算、分析以及执行。
（2）能自动选择适当的时机发出合闸脉冲。不象手动准同期装置那样，操作人员合操作把手的瞬间必须和同期检定继电器的角度配合得非常好才能合闸成功。以前半个小时的并列操作现在只需1分钟不到就能更好的完成，大大降低了操作人员的技术要求和劳动强度，也大大降低了能源的损耗和设备的损伤。
（3）能针对不同的同期点断路器而不同对待，通过整定各个同期点断路器的合闸导前时间Tdq（约等于断路器的机械和电气传动时间和断路器固有合闸时间之和），使哥哥不同的断路器均能在最佳时机合闸成功。
（4）由于计算机的快速性和可靠性，使得断路器合闸时两侧的电参数基本接近一致，减小了因两侧电压、频率和相位存在较大差异而引起的合闸瞬间的冲击，有力的保障了电力设备特别是发电机和断路器的安全，大大加强了电力系统安全运行的可靠性。
实践证明，微机自动准同期装置在我厂的应用是成功的。
篇2：优秀的变电所微机装置防雷分析论文
优秀的变电所微机装置防雷分析论文
摘要：微机保护和自动化装置以其高度的灵敏性，速动性和维护管理的方便性，在电力系统中得到了飞速的发展和广泛的应用。但微机系统越是先进，芯片的集成度就越高，电路越复杂，工作电压越低，对环境稳定性的要求也越高。抗干扰和耐冲击始终是微机系统在电力工业恶劣电磁环境下应用中的两大薄弱环节。
关键词：微机保护和自动化装置雷击运行安全
1前言
随着科学技术的日新月异，微机保护和自动化装置以其高度的灵敏性，速动性和维护管理的方便性，在电力系统中得到了飞速的发展和广泛的应用。但微机系统越是先进，芯片的集成度就越高，电路越复杂，工作电压越低，对环境稳定性的要求也越高。抗干扰和耐冲击始终是微机系统在电力工业恶劣电磁环境下应用中的两大薄弱环节。而雷击事件由于其极高的电压幅值和不可预测性更是微机系统的“天敌”。它极大的威胁着现代化变电所的运行安全，应该引起我们足够的重视。
2问题的提出
潮州110kV城东变电所地处粤东丘陵地带。属台风雷害比较严重的区域。该所始建于80年代，由于原来是按常规所设计，标准比较低。近年引进一些微机装置后，雷害现象频频发生。比较严重的就先后发生了三次由于雷电波通过所用变低压侧和两路引出的通信电缆入侵，致使载波机电源、远动柜的电源插件、RTU信号插件、UPS和后台监控微机都受到了不同程度的损坏。底我们专门组织了技术力量，在上级部门的.支持下对该所进行了有针对性的防雷整改。
为了有针对性和客观性地分析问题，我们搜集了近几年本地区几起雷害事故进行比较研究，在研究中我们发现了几个值得注意的现象：
(1)该所虽屡遭雷害，使远动和微机装置多次烧毁，但该所的电磁式保护回路却未发生任何雷害事件。
(2)距离该所仅8km的220kV潮州变电所在19发生了一起雷电波侵入，引起了新改造的微机线路保护装置的电源和部分输入模块烧坏的事故，而其他的常规的电磁式保护和自动装置却完好无损。
(3)距离该所5km的110kV春光变电所，全所使用全套微机保护、监控及自动装置，投产5年从未发生过类似的雷害事故。
3原因分析
(1)雷电波的侵入过程：雷电波通常是通过变电所临近的10kV线路侵入10kV母线，再经过10kV所用变压器高、低压绕组间的静电和电磁耦合，闯入低压出线。途中经过了10kV线路阀式避雷器、母线阀式避雷器和所用变阀式避雷器3级削峰，再经过所用变低压出线的平波作用，电压幅值大为下降。但由于雷电波的电压、能量极高，且阀式避雷器等设备技术上的局限性，虽然绝大部分的雷电能量都能在到达设备之前得以消除，但雷电波仍可能以幅值相对很高，但作用时间很短的低能量尖峰脉冲的形式，通过所用变压器的低压出线，加到变电所内所有的220V交流回路中。
还有一种情况，就是感应雷电波通过调度远动系统的RTU设备和信号采集的二次电缆入侵，以很高的电压直接加到远动系统的信号和传送端上，造成接收和发送端模块烧坏。
(2)微机设备屡遭雷害的原因：变电所的保护和合闸电源直流系统的整流充电系统设计容量都比较大，电压耐受能力也比较好。而且由于大容量电池组吸收尖峰脉冲的作用，和整流回路的平波作用，加到保护装置上的脉冲电压大大降低。再加上常规的电磁式保护装置的元器件多为单元件的电阻、电容和电感线圈等，耐热容量大，对尖锋脉冲的耐受能力也比较强，所以能安全度过低能量、高电压的冲击暂态过程。但对于使用超大规模集成电路，运行电压只有数伏，信号电流仅为μA级的微机装置来说，就不一定能经受得住。这就是造成微机装置损坏而常规保护装置却能安全运行的关键原因。
(3)远动载波系统受雷害特别严重的原因：
首先是电源方面：调度的远动载波系统多由独立的小容量UPS供电，而这些UPS最多的是使用压敏电阻保护。在防雷和限幅能力都比较有限，保护UPS本身尚且不够，更不用说保护后接的电子设备了。实际运用中也屡屡发生UPS雷击烧毁现象，所以单从提高UPS质量方面入手难以从根本上解决问题。
其次是信号端方面：该所有两路RTU出线比较长，且没采用屏蔽电缆，又地处雷电多发区，厂所端也没装设任何防雷设备，变电所和沿线附件落雷都很容易在电缆中感应出很高的雷电压并通过电缆直接加到设备上，造成设备的击穿损坏。
相比之下，较晚设计投产的110kV春光变电所，由于为微机化防雷按较高标准设计，包括远动通讯，信号和弱电部分全部使用屏蔽电缆并且屏蔽层两端可靠接地；调度远动系统厂家已预置了防雷保护模块；在保护和载波、远动电源处加装了高质量的雷盾(OBOV20-C)金属氧化物低压防雷装置。长期以来运行情况良好。
4采取措施
(1)把上述两条RTU电缆换成屏蔽电缆，屏蔽层两端接地。
(2)在RTU端加装压敏电阻和防雷模块两级防雷保护，并在RTU微机电源处加装“雷盾”(OBOV20-V)带保险的金属氧化物低压防雷装置。
(3)将原来的不带防雷功能的后备式UPS换成带防雷功能的智能在线式UPS。
(4)在中控载波室的低压电源(兼供调度后台监控微机电源)处加装“雷盾”(OBOV20-C)三相四线式带保险的金属氧化物低压防雷装置。
(5)在所用变压器低压出线端加装普通陶瓷氧化物低压避雷器。
(6)结合广东省电力局关于全面推广使用金属氧化物避雷器的要求，把全所(包括10kV母线)的10kV阀式避雷器全部更换为高质量的金属氧化物低压避雷器。
通过整改，形成了对雷电波的多级拦截和防护体系。经两年多的运行实践，至今未发生一起与雷电有关的故障，系统运行情况大有改善。在此期间，该所安装的“雷盾”金属氧化物避雷器虽熔丝熔断而系统仍能安全正常运行，避雷效果相当明显。
5教训与收获
雷害对采用微机系统的现代化变电所是一个极大威胁，变电所微机系统的防雷问题不可忽视。
雷电波主要是通过通讯、信号采样电缆和电源部分两条途径入侵。特别是低压电源的防雷保护，尤其应该引起足够的重视。
(1)引到开关场的电缆使用屏蔽电缆，屏蔽层两端可靠接地。
(2)新建的微机系统要向厂家深入了解该系统防雷方面的设计，信号和数采部分一般都要求有光电隔离装置。
(3)必要时可在设备的接口处加装压敏电阻、TVS管或专用的防雷模块构成的单级或多级保护。
对于电源部分，难以用单一级的避雷装置一步到位地解决问题。而应该采用多级防护的手段，逐步把雷电压降低到允许的范围之内。对于微机化变电所，所用变低压侧装设金属氧化物避雷器是必不可少的。
在防雷设计方面，要用发展的眼光，从高标准的微机化所角度出发，遵循“整体防御、综合治理、多重保护”的方针，通盘考虑。特别应该重视近设备端的保护，这在改造工程中往往也能起到立竿见影的效果。
防雷设施是属预防性的投资，在事故发生之前人们往往觉得可有可无，可少则少。等到事故发生后才发现得不偿失、后悔莫及。通过这次整改，我们深刻体会到以小投资保证大投资的安全才是明智之举，防雷设施省不得，这是我们最大的收获。
篇3：生物医学微机原理及接口技术教改分析论文
《微机原理及接口技术》是生物医学工程专业的一门重要的专业基础课程，具有承上启下的作用，是学习《单片机原理》的先导课程，能为学生后续课程的学习奠定基础[1]。通过对本门课程的学习，要求学生全面了解微型计算机的内部结构、原理和接口应用，并能够掌握典型机的工作原理，具备简单的微机应用系统设计及开发能力。《微机原理及接口技术》课程的特点是理论联系实际，软硬件相结合，理论概念抽象，内容涵盖多，记忆起来较困难。教学中一般采用理论为主、实验为辅的授课方式，但由于实验条件的限制，学生很难理解抽象的概念，并难以达到教学目标。因此，在日常的教学工作中存在两个突出问题，一是教师难教，二是学生难学[2]。为了解决这些问题我校对《微机原理及接口技术》课程改革进行了初步探讨。
1《微机原理及接口技术》课程教学中存在的问题
1.1教学内容与所学专业脱节
该课程目前的主要教学内容以80X86CPU和其组成的微型计算机系统为重点，包括微机原理和外部接口两大部分内容，并且已经形成了相对稳定的课程体系。但是，伴随着计算机技术的日益发展，以80X86CPU组成的微型计算机已经逐步退出了常见应用领域。因此，存在着教学内容相对陈旧的问题，并且缺少与学生所学专业相联系的实际案例，加之实验条件有限等诸多问题，不能很好地激发学生学习的积极性，更难以调动学生的主观能动性。因此，需要进一步调整教学内容，以适应学生就业的需要。
1.2教学方法过于陈旧
本课程的第一部分主要以微型计算机的原理为重点，抽象的概念较多，各个章节的名词术语和知识点多且复杂，并且各部分内容前后交叉。传统教学主要采用理论讲解为主的授课方式，教学方法单一陈旧，致使学生学习起来枯燥难懂、兴趣不高，学生学习的积极性差，课堂气氛较沉闷，导致教学效果欠佳。因此，教学方法亟需改进。
1.3实践教学环节薄弱
本门课程的实践性很强，其实验课程由软件部分和硬件部分组成。所开设的实验大部分属于验证性实验，只要学生按照实验指导编写的程序连接电路图就能得到结果，整个实验过程自主创新少，学生缺少自主学习与思考;并且，书写实验报告时存在袭现象。目前的《微机原理及接口技术》实验课程难以达到让学生自主学习、提高动手能力的目标。
1.4考查方式单一
现行的考查方式是期末一卷定终身。这种考查方式容易使学生出现期末考试前突击复习、背书应付考试，考后遗忘的现象。因此，需要改革这种单一的考查方式，以达到全面评价学生学习过程和学习效果的目的。
2教改措施
2.1优化教学内容，与本专业相联系
合理制定教学大纲，不断更新教学内容，补充与生物医学工程专业相关的实际案例，突出课程特色。以增强课程的实用性为原则，以微型计算机的基本原理和概念为主线，确保课程的系统性、完整性和应用性。授课时可将课程分为三大部分:基本概念、汇编指令、接口技术，以这三部分为重点，着重培养学生利用计算机技术的基本思想去发现、分析、解决问题的能力。以加强与所学专业联系为原则，在生物医学工程专业的基础上介绍微型计算机新的应用领域和发展趋势，帮助学生解决本专业要求的实际应用问题，以提高学生的学习兴趣，唤醒他们主动学习的潜能。
2.2采用多种教学模式，加强网络资源建设
为了获得好的教学效果，在《微机原理及接口技术》授课过程中采用了MOOC、翻转课堂、任务驱动法与传统教学方法相结合的'多种教学方法，在一定程度上充分调动了学生学习的积极性，并培养了他们团队协作的能力[3]。结合我校多媒体网络课程复习互动中心(以下简称课程中心）的建设，将教学课件、网络课件以及一些其他教学资源发布到网站上，学生们可以登录学校的网站学习、观看、下载，不但方便了学生自主学习，并能帮助学生理解和消化课堂内容。在课程中心的网站上，学生们还能在线与教师和其他同学交流，不仅方便了学生学习，而且丰富了教师与学生的沟通方式。除开展网上课程中心的建设外，还开展了试题库的建设，主要题型包括选择、填空、判断、简答与编程等题型。
2.3加强实践教学环节
《微机原理及接口技术》是实用性非常强的一门专业基础课程，因此，非常有必要加强实践教学环节。由于学校的硬件条件有限，授课时将计算机仿真技术和网络平台引入到实践教学中，教会学生使用可视化软件Proteus、multisim，并鼓励学生用它们完成实验，以此来弥补仪器设备和经费的不足[4]。这样，不仅帮助学生掌握了微机原理的基本知识，也让他们对电工电子技术有了更为深刻的认识。
2.4改革考核模式
为达到检验教学效果的目标，应改变传统的考核模式，采用形成性评价的考核模式，以全面、客观、公正的反应学生的学习情况[5]。考核分两个部分，理论部分和实验部分。理论部分考试，采用期末试卷成绩占70%、平时成绩占30%的方式，平时成绩包括出勤、作业、提问、随堂测验等，每次课前公布上次课的平时成绩，可制定考核表贴于班级教室内或发至班级公共邮箱；实验部分考试从实验态度、操作能力、创新性和实验报告四个部分进行考核，考核方式和成绩公布同理论课平时成绩的公布方式。
3小结
近两年来，为了提高学生的学习兴趣，进一步改善教学效果，我校对《微机原理及接口技术》的课程改革进行了初步探索，并取得了一些成效。学生学习的积极性得到了明显提高，利用计算机思维提出问题、分析问题和解决问题的能力得到明显改善，对堆栈、指令队列、时序等抽象概念能够正确理解，基本能够完成简单的程序编写。但是还存在一些问题，如学习态度功利化，遇到问题容易浮躁、习惯性的去网上查找等，这些还有待继续探讨、改善。
【参考文献】
高敏.微机原理课程改革初探[J].电脑知识与技术，2014，10(33):7912-7913.
舒秀兰，李骁龙，叶伟慧.“微机原理与接口技术”实践教学改革与探索[J].科技视界，2015，(11):63，141.
蒋翀，费洪晓.面向MOOC的新型教学模式探索[J].计算机教育，2014，(9):17-20.
谢春祥，陈龙.基于Proteus的8086和8255A接口实验仿真[J].蚌埠学院学报，2013，2(4):12-14.
杜社会，游开明，谭家杰，等.师范类本科院校微机原理与接口技术教改探讨[J].轻工科技，2014，(9):142-143，145.
作者：贝翠琳1 张宁宁1 杨金鹏2 单位：1.承德医学院 2.承德医学院附属医院
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