1 模拟信号输入模块
变电所的电流、电压、有功功率、无功功率、温度等均为模拟量,必须变换成微处理器能够处理的信号。一般情况下A/D的输入端输入信号的范围为±10V或±5V。对于电压信号,是由模拟量输入模块内小电压互感器将电压转换为10/3V或5/3V(有效值)的小电压信号。电流信号是由模拟量输入模块内小电流互感器将5A的大电流转换成比例的小电流再经过精度电阻R转换为电压信号。
经变换后的小信号通过联接端子引入CPU模块中的A/D转换器。
2 数字信号输入板(可与CPU板合二为一)
作用:输入断路器状态、隔离开关状态、变压器有载开关档位、内部继电器状态(用于自检等高级功能)等。由于现场工作环境恶劣,电磁干扰很强。因此,从现场一次设备上引入的电缆线必须经过隔离后方能进入CPU模块。通常对于开关量,是通过输入模块中的光电耦合器(简称光耦)进行隔离的。光/电耦合器输入侧与输出侧,可耐受几千伏电压。
当现场开关量状态闭合时光耦导通,进入CPU口线的状态变为低电平,反之则为高电平,CPU据此可检测开关量的状态及变化发生的时刻。
在输入模块中,通常有多路光耦用于实现对多个开关量的输入。
3 继电器模块
当CPU将输出口线Po置低电压时,光耦导通继电器动作,而光耦作用是用于将CPU系统与继电器隔离,以减少强弱电之间的相互影响。
4 CPU模块
(1)CPU:为CPU模块的核心,现实意义上的CPU实际上是一个完整的、独立集成在一片芯片上的计算机系统,所有的算术运算、逻辑运算,均在此芯片中完成,甚至对于功能高档,资源丰富的CPU,片内还集成了大量的供用户选用的外围设备如:RAM、ROM、E2PROM、A/D、D/A等,CPU的功能越强大,装置的性能就越有保证。早期国内的用于综合自动化单元或微机保护的多为以8031为内核的单片机系列,属于8位机,运算速度很低。现在用于变电所综合自动化单元的CPU多选用INTEL公司80C196系列产品,属16位单片机。随着技术的进步,国内一些著名的生产变电所自动化设备的厂家已推出了以32位高档微机为核心的综合自动化单元,在性能上有了很大飞跃。
(2)A/D:完成模拟量到数字量的转换。早期产品中,完成模拟量到数字量的转换常采用多路开关、采样保持、A/D转换器、三个器件,转换位数一般不超过12位。随着技术的进步现在的A/D已将三种器件全部集成在一个芯片内,且转换速度大大提高。许多CPU还是有片内A/D,但几乎均为10位的,对于变电所综合自动化单元不宜采用片内A/D。
A/D的一个最重要指标,也是影响整个装置性能的指标是它的位数,即转换后数字量的位数,位数越高其分辨率超高,装置的精度就越高。例如:一个10位A/D,其输入电压范围为0~10V,当输入为10V时,其输出为1111111111b(二进制)其分辨率为10V/210=9.766mV,即输入模拟量变化9.766mV时其输出才变化1(二进制)个二进制数码。而一个输入电压范围为0~10V的14位A/D,其分辨率为10V/214=0.610mV,显然比10位A/D分辨率高得多。
本文关键字:变电所 电工基础,电工技术 - 电工基础
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