电力系统远动第3讲_数据采集.pdf

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1、数据采集2008-3-19基本内容•数据采集的开关量输入电路•开关量输出电路•模拟量输入电路•模拟量输出电路2电力系统运行控制所需要的信息•遥测量：母线电压；各线路的有功、无功功率或电流；变压器有功、无功功率、分接头档位；发电机/电厂所发有功、无功出力；电站/厂，线路有功电度；系统频率；水库水位；气象数据。•遥信量：断路器的合、分状态；隔离刀闸的合、分状态；各个元件保护状态；自动装置的动作状态；事故总信号。3数据采集与控制的基本硬件结构信道网络MODEMRAMROM网络适配器外设串口CPU模拟量输入开关量输入接口接口接口接口模/数变换数

2、/模变换/输出回路光电隔离光电隔离/输出回路模拟量输放大驱动开关量输入开关量输出入变换信号处理电路遥调开关量输入信号遥控来自TA、TV的电压，电流等模拟量4开关量输入基本硬件结构隔离驱动控制去抖电路信号调节三态门。。。。。信号电路。。。CPU输入隔离去抖电路信号调节电路计算隔离机逻辑信号去抖电路。。。信号调节三态门。。。。。总电路控制线输入隔离去抖电路信号调节电路地址译码5隔离电路1、继电器隔离+5V断路器辅数据采助节点集电路J2J12、光电隔离+5V断路器辅光敏三极管数据采助节点集电路6滤波去抖电路RCR0施密特触低通滤波发器7三态门

3、的工作原理A数据总线EEE1E2D0D1D2三态门双向三态门三态门缓冲器8锁存器Vcc+5VD0-D774LS373Q0-Q7OEGGND地址有效信号ALE•(1)OE为低电平、G为高电平时，输出端状态和输入端状态相同，即输出跟随输入。•(2)当OE为低电平、G电平降为低电平时（下降沿），输入端数据锁入内部寄存器中，内部寄存器的数据与输出端相同。当G电位保持为低电平时，输入端数据变化不会影响输出端状态。•(3)当OE为高电平时锁存器缓冲三态门封闭，即输出端为高阻态。74LS373的输入端D0-D7与输出端Q0-Q7隔离。9地址译码电路A

4、BCE1E2E3Y7GND74HC138VccY0Y1Y2Y3Y4Y5Y674HC138的真值表输入输出使能片选Y0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7E3E2E1CBA100000011111111000011011111110001011011111100011111011111001001111011110010111111011100110111111011001111111111010输入/输出的控制方式•同步传输方式•查询方式•中断方式•直接存储器存取方式11开关量输出电路驱动控制输出电路隔离电路锁存器。。。。。输出。。。CPU信号

5、输出电路隔离电路计算机逻辑输出电路隔离电路锁存器。。。。。。。。总输出控制线信号输出电路隔离电路地址译码12模拟量输入•基于逐次逼近型A/D转换的模拟量输入电路多电路电变低采CPU压转力通样换形换A/D设滤保器成开备波持回关路13模拟量输入•传感器、变送器•传感器将非电量物理量转换为电量物理量•变送器将电量物理量转换为计算机可以处理的电压电流范围•一次PT将高压电转换为0～100v的次级电压•一次CT将大电流转换为0～5A的二次电流•电压、电流变送器将这些范围的信号转换为0～＋5v的电压信号或4～20mA的电流信号•功率变送器的输出为双

6、极性－5v~+5v的电压范围14电压形成回路TV双向RC低通滤波限幅A电压接口原理图TA双向RC低通滤波限幅B电流接口原理图将fs/2以上的频率的谐波过滤掉15采样保持SA2AoutA1AinCh采样期间，S闭合，A1通过S向Ch充电，使输出随输入变化而变化。此时电路处于自然采样状态。保持期间，S断开，由于A2的高输入阻抗，使得保持电容Ch的电压输出保持充电时的最高值。16多路转换器各个模拟量在多路转换开关的控制下分时地逐一经A/D转换器转换，每次只选通一路。对多路开关的要求是断开时开路阻抗无穷大，导通时阻抗为0，切换速度快，工作可靠。

7、常见的多路开关有CD4051B，AD7506等。模拟量多路开关由三部分组成¾地址输入缓冲和电平转换使得输入端对TTL，CMOS逻辑电平兼容¾译码和驱动把地址译为通道号代码¾模拟开关，对应通道的模拟开关导通，将该通道的输入模拟17电压引至输出端。多路转换器•若输入模拟通道数目超过16，需多片AD7506，这时需要增加译码器进行片选。•AD7506导通时导通电阻约400Ω，由于不接近0，所以负载电阻一定要比较大，一般在输出后增加一级电压跟随器以提高输入阻抗。18模/数转换Ux+比较器-UrefD/A逼近寄存器SAR、数字D/A转器量比较器输

8、SAR时序和控制逻辑电出路时序及控制逻辑19电压——频率变换型A/D变换总线电压计数CPU形成VFC器•产生的脉冲频率正比于输入电压的大小•工作稳定，线性度高、电路简单•抗干扰能力强•采样电路的速度是有一定