华电电力系统自动化第19讲数据采集与处理

1、华电电力系统自动化第19讲数据采集与处理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第二章 数据采集与处理 8/25/20222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8/25/20223数据采集与控制的根本硬件构造 8/25/20224开关量输入根本硬件构造 8/25/20225隔离电路1、继电器隔离2、光电隔离 8/25/20226滤波去抖电路

2、8/25/20227三态门的工作原理 8/25/20228锁存器 (1) 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 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 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8/25/20229地址译码电路74HC138的真值表8/25/202210输入/输出的控制方式 查询方式 中断方式 直接存储器存取方式 同步传输方式8/25/202211开关量输

3、出电路8/25/202212模拟量输入 基于逐次逼近型A/D转换的模拟量输入电路8/25/202213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0100v的次级电压 一次CT将大电流转换为05A的二次电流电压、电流变送器将这些范围的信号转换为05v的电压信号或420mA的电流信号功率变送器的输出为双极性5v+5v的电压范围8/25/202214电压形成回路将 以上的频率的谐波过滤掉8/25/202215采样保持 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。 采样

4、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。8/25/202216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。常见的多路开关有CD4051B，AD7506等模拟量多路开关由三局部组成1 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2 译码和驱动把地址译为通道号代码3 模拟开关，对应通道的模拟开关导通，将该通道的输入模拟电压引至输出端8/25/202217多路转换器 假设输入模拟通道数目超过16，需多片AD7506

5、，这时需要增加译码器进展片选。 AD7506导通时导通电阻约400，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。8/25/202218模/数转换 逼近存放器SARD/A转器比较器时序和控制逻辑电路8/25/202219电压频率变换型A/D变换 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限制8/25/202220采样方式三种模拟量快速变化的交流量：如交流电压、电流、功率等缓慢变化的直流量：如控制母线的直流电压、操作母线的直流电压缓慢变化的非电量：如温度、压力、水位等。8/25/202221采样方

6、式只针对交流信号的采集。直接将交流信号变送为05V的交流电压信号送至A/D转换器进展转换，即采集交流信号的瞬时值，然后采用算法计算电压、电流的有效值及利用电压电流计算功率。直流采样交流采样直流电量：利用直流电量变送器将实际的电压电流值转换为05V的直流电压。 交流电量：采用交流电压、电流和功率变送器将相应原始信号转换为05V或05V的直流电压信号。非电量：利用专用的温度变送器、压力变送器8/25/202222采样方式直流采样的特点对A/D转换器转换速率要求不高，软件算法简单，程序可靠性高经过整流和滤波环节，抗干扰能力较强。直流采样输入回路常采用RC电路滤去整流后的纹波，采样实时性差，无法反映被测量的波形，因此不适用于微机保护和故障录波。需要变送器屏。8/25/202223采样方式交流采样的特点实时性好能反映实际波形可以省略功率变送器，功率由算法计算得到。对A/D转换器和采样保持器要求较高，要求一个周期内必须有足够的采样点