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交流变换模件 低通滤波1 低通滤波2 S/H MUX A/D 微处理器 运放 图3－2 A/D系统原理示意图
测量系统则采用了最新采样技术的测量芯片，测量精度达24位，且无需采用任何软件技术就解决了因频率误差而导致测量误差增大的问题。测量系统具备测量精度单次调整后自动记忆的功能，在现场无需再作调整。本部分为选配件。
3）开关量输入及输出部分
本装置CPU插件内共设置了14路开入量，其中供外部输入的开关量8路，由装置专用24V电源提供输入电平；另有一路专供GPS对时用，该路输入量可由内部或外部24V电源提供电平；剩余5路用于监视装置内部状态，例如监测本系统的开出回路，当前断路器位置，控制回路是否断线等。
开出共9路，分为两类，一类是用于驱动出口及信号继电器的， 此种开出的+24伏电源都是经过本装置逻辑插件告警继电器常闭接点闭锁的；另一种用于驱动告警、呼唤及信号复归等继电器，其+24伏电源是不经过闭锁的。 本装置本地告警信号及中央告警信号由两种方式驱动：告警和呼唤，告警用于检测到必须闭锁本CPU开出的致命异常状况时，呼唤则用于不需闭锁开出的情况，例如“PT断线”等异常工况时。详见逻辑继电器插件说明。
4) 通信部分
本插件内含通信速度高、具备通用性接口的以太网络芯片，以太网为本装置接入系统的主要通信接口。通常方式，装置提供RJ45通信接口，以UTP5线为通信介质。特殊情况下，也可提供光纤接口。
本装置还配置了一个SPI接口用于与人机对话插件（MMI）通信，一个SCI（标准RS232串行接口）用于连接PC机，可以借助PC机的强大功能及配置的专用调试软件包对装置进行各种测试。
5) 时钟回路
插件内设置了硬件时钟回路,采用的时钟芯片精度高,无2000年问题。本装置还考虑了硬件对时电路，接收GPS的脉冲对时信号。
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另外，CPU插件采用了多层印制板及表面封装工艺，外观小巧，结构紧凑，大大提高了装置的可靠性及抗电磁干扰能力。
6) 光纤通信接口
本部分完成光端机功能，将保护两侧的光信号和电信号相互转换。由于本接口完全内置，能可靠地屏蔽干扰，大大提高了电磁兼容性能。 CPU插件的原理可参见附图。 3.4. 电源插件
本插件为直流逆变电源插件。直流220V或110V电压的输入经抗干扰滤波回路后,利用逆变原理输出本装置需要的三组直流电压,即5V,24V(1)和24V(2),三组电压均不共地,且采用浮地方式,同外壳不相连。 a) +5V 用于CPU的工作电源 b) 24V(1) 用于驱动继电器的电源 c) 24V(2) 用于外部开入的电源
为提高电源模件的抗干扰能力，本模件的直流输入及输出的24V电源皆经滤波器滤过。电源模件原理图见附图。
用于状态量输入 直流输入 滤波器 ２４Ｖ（２） 滤波器 逆变电源 ２４Ｖ（１） ５Ｖ 图3－3 电源模件原理示意图 3.5. 逻辑及跳闸插件
本插件内包括逻辑继电器及跳闸继电器两类。 1）逻辑继电器
逻辑继电器由CPU插件直接驱动，这类继电器包括：开放出口回路继电器QDJ、跳闸继电器TJ及其重动继电器CKJ1、合闸继电器HJ及其重动继电器CKJ2、出口中间继电器CKJ3~CKJ8、信号继电器CKJ9、装置异常告警及闭锁继电器GJ、告警或呼唤信号继电器GJX、信号复归继电器FGJ等。
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QDJ为出口回路总开放继电器，本装置内用于跳合闸的出口中间继电器，其负电源均经该继电器闭锁，该继电器的设置可有效防止某路开出损坏时保护的误动作。
本插件为系列保护的通用插件。对在本装置内被定义为备用出口的继电器，可根据需要作为扩展功能用。
本装置本地告警信号及中央告警信号由两种方式驱动: GJ继电器为CPU自检发现有严重异常情况必须立即切断本保护出口电源的驱动该继电器，这种情况称告警。GJ起动后，一方面经过其常开接点自保持，另一方面由其常闭接点切断CPU插件的24伏跳闸正电源。在驱动GJ的同时，还驱动一个磁保持的信号继电器GJX，其接点GJX-1用以点亮面板上就地告警信号灯，GJX-2用于中央信号。
另一种是不需要立即切断保护跳闸正24伏电源的异常情况，称呼唤，此种情况下直接驱动GJX，由GJX继电器的触点分别用于就地及中央信号。 2）跳闸继电器
跳闸继电器主要由各种操作回路继电器构成，包括跳闸位置继电器（TWJ）、合闸位置继电器（HWJ）、手动跳闸继电器STJ、跳闸保持继电器TBJ、合闸保持继电器HBJ等。
逻辑及跳闸插件的电原理图见本说明书后的附图。从附图可见，跳闸、合闸保持电流的调整可通过选择并联于相应继电器线圈的分流电阻的数目达到。本装置共分为八档：0.5A,1A,1.5A,2A,2.5A,3A,3.5A,4A。跳合闸保持电流的选择在装置出厂前根据订货要求由本公司完成。采用此种电路避免了跳合闸参数变化后需更换相应继电器的麻烦。通过附图还可看出，本装置考虑了弃用装置内部防跳回路而改用断路器自身防跳回路的方式，只需分别短接TBJ及HBJ的线圈即可。 3.6. 人机对话（MMI）插件
人机对话（MMI）插件的核心为一总线不出芯片的单片机，其主要功能是显示保护CPU输出的信息，扫描面板上的键盘状态并实时传送给保护CPU。故对保护CPU而言，人机对话插件相当于是它的一个外设。保护CPU与MMI之间通过SPI接口进行通信，其通信速率高达2Mb/S，且具有高度的可靠性。采用此种配置方式，既避免了保护CPU大量的总线外引，提高了保护装置的可靠性，又几乎不增加产品成本，提高了装置的性能价格比。
本插件上的显示窗口采用四行。每行十二个汉字的液晶显示器，人机界面清晰易懂。配置以PS系列保护装置通用的键盘操作方式，使得人机对话操作方便、简单。同时，考虑
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到低压保护运行的特点，在本插件上还配置了丰富的灯光指示信息，使本装置的运行信息更为直观。本装置人机界面及面板简易操作回路的设置，利于现场运行方式的选择。
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4. 保护原理
由于采用了32位微处理器后运算性能大大提高，本装置采用实时计算各保护元件的方式，不再设置专门的启动元件，所有元件均实时计算出，相对简化了保护逻辑，以利于提高保护装置的整体可靠性。 4.1. 光纤电流差动保护原理
光纤电流差动保护为相电流差动。主要保护区内的相间故障和小电阻接地系统单相金属性接地故障。
动作方程：
??I??I …………………………………(1) IMNCD??I??k1I??I? …………………………(2) IMNMN??I??Iint时I??I??k2I??I?……(3) IMNMNMN式（2）是主判据，M和N表示线路的两侧。
图4—2比例差动示意图
|Im+In| K2 IINT K1 ICD |Im-In| K1=0.5，K2=0.7为比例制动系数，ICD差动动作电流门坎，需要用户整定。IINT为拐点电流，值为4倍额定电流
两侧采样同步使用软件同步方法。