质是求导，而在物理上表现为高通滤波器，一个差分就是一个高通滤波器，它对高次谐波是放大的。
傅氏滤波则完全不同。它可完全滤除高次谐波，得到较为纯净的基波分量。全波傅氏滤波需要一个周波的数据窗，所以动作速度一般在20ms以上。为提高动作速度，有的厂家使用半波傅氏算法，这样保护在理论上可以在10ms左右动作。但是半波傅氏算法不能滤去偶次滤波，因而速度的提高是以牺牲精度和抗干扰能力为代价的。
在电力系统中，由于高频分量不多，所以差分算法与傅氏算法的效果差别不明显。但是，由于冶金行业供电系统中存在着十几次、二十几次的谐波，这两种方法的区别就很大了，滤波方式的不同体现在保护装置上就是抗干扰能力和定值精度的不同。
我认为，在冶金行业中速度要求不是很高的前提下，全波傅氏算法应该是比较理想的。
2.4 CT变比问题
根据我们的经验，冶金行业CT变比设置与系统短路容量相比的话，存在一定的矛盾。
由于下挂馈出线多，母线负载大，所以系统短路容量往往很大，短路电流在3000－4000A左右。而各馈出线的额定电流往往较小，因而CT变比一般在75/5到200/5之间。各馈出线CT变比相对较小，故障时二次短路电流可能超越保护交流采样范围，甚至造成保护装置内部CT的饱和。
目前微机保护的输入量程一般都在100－150安培以内，对于高于量程的电流，厂家往往估计不足。交流量的超量程输入会带来一系列后果，如烧坏装置的CT线圈、损伤AD芯片、内部寄存器溢出、程序走飞等等。
短路电流超量程是一个很隐蔽的问题，我们公司为此采用了特殊电流互感器和AD芯片前端钳位的方法，双管齐下，已成功地解决了这个问题。
但是由于成本或技术力量等原因，别的公司有可能未在装置上采取相应的措施，从而造成事故扩大化。我认为，这种问题最好在设计时解决，如果设计院在设计时把CT变比放大，比如说300/5，这样就可以从根本解决这个问题了。但是，CT变比放大，又会引发装置的采样分辨率的问题，因而要求保护装置具备较高的采样精度。
2.5 系统的通讯和集成
冶金行业供电系统规模大，需接入的智能设备多（如过程控制装置、整流设备等），信息量很大，系统集成工作量繁重，非常耽误工程进度。对这种情况，我公司提供智能规约转换模块，在每个智能设备上都安装一个智能规约转换器，将五化八门的智能设备规约转换为标准的IEC870－5－101规约，再通过网络汇总接入总控设备。这样，通讯系统就是一个即插即用系统，既省时省力，又提高了系统可靠性，个别系统的故障维护或升级都不影响其它装置的运行。
另外，现在流行的思路是各保护监控设备分散安装以降低投资，减化接线。由于冶金行业存在众多的电动机馈出线等设备，设备及厂站之间有时相距很短，有时又相距近千米以上。简单的分散安装会造成系统集成难度很大。同时，如果把所有的智能装置全部组成一个网络的话，通讯线路长，信息量大，接线也复杂，给施工和维护带来许多不便。
2.4 通讯网络系统图
我公司采用化整为零的思想，根据各设备的区域分布，将相对集中的部分设备构成一个子网，并视需要配备一个超小型分散总控模块，再通过网络将各分散总控模块互联，汇入统一的总控设备。参见图示网络图。
这种多级总线的网络，缩短了每级的网络距离，增强了抗干扰能力，也使个别系统故障时不会导致整个网络的瘫痪，提高了系统可靠性。
2.6 电动机保护
冶金行业不但异步电动机众多，还常常有不少同步电机。
现有厂家提供的异步电动机保护往往是基于电力系统内部的电动机运行状态出发而研制的，没有考虑到冶金行业电动机的特殊之处，缺少许多功能，例如起动控制保护（电机软起动、连续起动闭锁等）；而同步电机一般没有专用保护，设计时常采用电力系统上复杂的发电机保护替代，造价高，维护难，不易管理。
我们公司目前提供普通电动机保护装置，并正在研制开发新一代冶金专用的电动机保护装置，将同步机和异步机的常规保护综合成为一套完整的电机保护，目的是造价低，功能全。
经过调查和研讨，新型电机保护的功能基本上可以满足冶金系统的要求，其保护功能包括差动保护、过流保护（三段）、堵转保护、过热保护、负序过流保护（二段）、接地保护（二段）、过压保护、低压保护、低周保护、高周保护、失步保护、过负荷、起动控制、逆功率等。
2.7 备自投要求复杂
冶金行业多是电缆馈出线，所以一般不装设重合闸。为提高供电可靠性，往往需要装设备用电源自投装置。由于母线分段多，各母线供电备用容量有限，系统往往采用专用的备用母线或备用变压器，由统一的备自投装置来完成。冶金行业的系统复杂，备用电源自动投入时要考虑各种运行方式配合，还要与上级保护配合，有时还要联切电容器等设备，逻辑比电力系统内要复杂得多。
冶金行业供电系统中常见的备自投有多母线互备或专用备用母线等几种。
2.7.1 多母线互备
图2.5 多母线互备系统接线图
母线分段多，各相邻母线均可互备，但由于备用容量有限，不能同时提供两组母线备用，因此对备自投提出了复杂的可备用条件和互锁条件，目前我公司常规备自投设计时已充分考虑了备自投装置间的配合问题，可以解决这个难题。
2.7.2 一母备多母
有时，用户会增加一段备用母线，这样在设计时，可不考虑每条工作母线的热备用容量。参见下图所示的系统主接线图。在这种情况下，一段备用母线/变压器要给多段母线/变压器备用。
目前我公司根据一母多备的特点，设计出了专用的备自投，用单台备自投装置来完成几套常规备自投组合才能完成的功能。这样，大大简化运行维护，投资低，可靠性高。
图2.6 一母备多母系统接线图
3 会后回答问题
3.1 目前使用某厂家的保护装置，发现其开关电源经常故障或烧坏，这是系统条件引发的还是装置的缺陷？贵公司是如何成功解决这个问题的？
保护的开关电源有直流开关电源和交流开关电源之分。交流开关电源又称作交直流两用开关电源，它既可以输入直流电压，也可以输入交流电压。它与直流开关电源主要有以下区别：
1、 输入的交流电压先经过全桥整流，转成直流电压，再通过DC/DC变换转成各种不同的电压输出。整流回路中内含前置大容量电容，可消除谐波分量和电源尖峰毛刺。直流开关电源则无需全桥整流，一般也不装设前置大容量电容。
2、 DC/DC变换的核心是振荡管回路，考虑到交流电压整流后可能达到DC300V以上，振荡管一般要选择工作电压700V以上的型号。而直流电压一般是220V±20%，选用工作电压500V的振荡管就足够了，所以大多数直流开关电源选用的振荡管比交流开关电源的低。
冶金行业的直流系统也含有丰富的纹波和毛刺。从以上两点差别中，我们可以看出在冶金系统中，配用交直流两用开关电源要可靠得多。
另外，开关电源的电路原理比较简单，很多电子书上都有通用图纸，因此有些厂家为降低成本，自己来设计制造开关电源。然而，开关电源是能量转换回路，它的布线、热能分布、散热系统、发热元件与电解电容的空间距离、器件的选用等方面，都比较独特。我们认为，在上述方面，专业电源厂家有其独到之处，尽管原理简单，也不是所有的人都能设计出完美的开关电源的。
还有，开关电源中所用的电解电容，时间长了之后，在高温下内部的电解液会逐渐挥发，导致电容的容值变小，电源质量下降，有时甚至不能起动。电解电容有两档，民品电容最高温度85℃、工业品电容最高温度105℃。外观、容值均相同的电容器，质量好的可以使用25年以上，质量差的只有1－2年的寿命，价格也相差很大。可以说，电容器的选型对开关电源的寿命也是至关重要的。
我认为，上述烧坏电源的现象，虽然也是冶金系统的直流电压不稳定造成的，但更重要的是开关电源自身的质量问题。我们公司对装置的开关电源采取以下措施：
1、 一律采用交直流两用开关电源；
2、 请专业厂家设计生产开关电源，对购入的电源部件进行全面进货检验；
3、 指定几家国际著名品牌的工业品电解电容器。除了这几家外，凡在开关电源中出现其它厂家电解电容，一律认为不合格，返回供应商。
以上措施虽然提高了成本，但有效地防止了电源引发的问题。
3.2 安装了某厂的保护装置后，发现由通信线串入干扰，引起开关频繁的误分、误合。请问如何解决这个问题？
这个问题可以从三个方面来分析。
1、干扰的来源。通信线屏蔽层必须一点接地，不能两点接地。如果是两点接地的话，在通信线与大地间就构成一个回路，由于两地电位差不同，产生回流，从而串入了干扰信号。
2、印制板布线艺术方面。对于一个有一定抗干扰能力的装置来说，即便从通讯线上串入了干扰，也不应误动。如果因此造成误动，装置的绝缘耐压就存在问题了。根据国家标准，装置上所有的引入引出线，都要进行隔离。这个隔离不单单是采用必要的隔离元件，还包括印制板布线上的许多技术要点，最有效的隔离检验就是耐压绝缘试验。我们公司的产品在设计时，均采用了AC2000V或2500V耐压。电力系统微机保护装置和民用微电子产品的绝缘耐压要求是完全不同的。民用电子产品在电磁兼容、电热分布上可能很到位，但对耐压要求不高。电力系统产品在印制板布线时，要求做到线该细的细，该粗的粗，间距该大的大，该小的小。有些公司在布线时不知道系统这些特殊要求，把该粗的线（比如说保护出口回路）布细了，就容易烧坏出口回路。线间距如果布近了，在表面上没有任何问题，但在使用时，则会出现绝缘耐压通不过或干扰误动等情况。象上述的这种误动情况，我估计该装置的耐压可能连AC300V都过不了。这是装置的布线艺术上的问题，与各公司的硬件技术水平有关。鉴于电力系统的专业性，既便聘请其它行业设计专家来布线，也未必能达到理想的要求。
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