变电所综合自动化

　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。

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