【正文】 本裝置采用微機保護裝置中常用的 16 路多路轉(zhuǎn)換開關(guān) AD7506 芯片進行轉(zhuǎn)換， AD7506 接口 電路圖如49 所示 T 7C H G 1 0 0 VD 4R 3 53 0 KR 3 74 . 7 KR 3 82 0 KR 3 91 0 KR 4 02 0 KC 2 70 . 1 uR 3 62 0 KA R 4L M 2 3 41 . 2 5 VV C C+ 5 VV C CV C C+ 1 5 V 1 5 VA 01 7A 11 6A 21 5U D D1U S S2 7E N1 8O U T2 8S 11 9S 22 0S 32 1S 42 2S 52 3S 62 4S 72 5S 82 6A D 7 5 0 6S 91 1S 1 01 0S 1 19S 1 28S 1 37S 1 46S 1 55S 1 64G N D1 2N C2N C3N C1 3A 31 4C 4 21 uR 9 71 . 2 KP 0 . 27A N G N D1 2V s s6 8E A2R X D / P 2 . 11 7P 0 . 34P 0 . 41 1V s s3 6B U S W I D T H6 4V s s1 4T X D / P 2 . 01 8P 0 . 51 0P 0 . 68P 0 . 15P 0 . 06HS1.125Vpp37HS1.2/HSO.426HS1.024P 0 . 79Vref13VCC1R E S E T1 6HS1.3/HSO.527CLKOUT65INST63HSO.028HSO.129HSO.234HSO.335P2.633P2.215P2.344P2.442P2.539P2.738P 4 . 05 2P 4 . 15 1P 4 . 25 0P 4 . 34 9P 4 . 44 8P 4 . 54 7P 4 . 64 6P4.745P 3 . 15 9P 3 . 06 0P 3 . 25 8P 3 . 35 7P 3 . 45 6P 3 . 55 5P 3 . 65 4P 3 . 75 3R D6 1ALE62WR40W R E / B H E4 1R E A D Y4 3XTAL165XTAL266P1.120P1.019P1.221P 1 . 42 3P 1 . 5 / B R E O3 0P 1 . 6 / H L D A3 1P1.322P 1 . 7 / H O L D3 2N M I38 0 C 1 9 6 K BV C C+ 5 VV C C ( + )1O F F S E T V O L T A G E2I N P U T3V C C ( )4O U T P U T5C h6L O G I C ( )7L O G I C ( + )8L F 3 9 8 圖 49 AD7506 接口電路圖 模 /數(shù)轉(zhuǎn)換電路設(shè)計 35 AD1674 是美國 AD 公司推出的一種 12位帶并行微機接口的逐次逼近型模 /數(shù)轉(zhuǎn)換片集成電路。 AD7506采用 16腳雙列直插式封裝， AD7506是具有 16個輸入通道（ S1~S16）、一個輸出通道（ OUT）的多路 COMS 開關(guān)。 18V）；引腳 5為模擬量輸出端；引腳 6為保持電容連接端；引腳 7是邏輯信號控制端并接地；引腳 8為邏輯參考電平端。 18V）；引腳 2是調(diào)零端；引腳 3為模擬量輸入端；引腳 4為電源（177。引腳 1為電源（177。 在 A/D 轉(zhuǎn)換期間，為了使輸入信號不變，保持在開始轉(zhuǎn)換時的值，通常要采用一個采樣保持電路。 由 ? ? 03600f fHZs ?? 得： 則 ? ???RC ，取 R=,C=1μ 采樣保持電路設(shè)計 ? ? 11 ?? RCSSG? ? 2221 11 1 CWRjR WCjwH ????1502 ?? RCf ?1502 10 ?? RCf ? 33 所謂采樣和保持電路，就是以任意時間取出不斷 變化的模擬信號，并將其電壓加以保持的電路，把該電路作為 AD變換器的前級，固定變換中的模擬電壓，取出瞬時值，這樣使用速度較低的 AD 變換器，也能處理變化速度快的信號。 本裝置采用無源低通濾波器，其如圖 47 所示。 無源低通濾波器常用的方案是 RC 濾波電路，其優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，可靠性高，成本低，對外界磁場敏感度低，能承受較大過載和浪涌的沖擊。要對輸入信號的高頻分量進行限制，即在采樣之前加上模擬低通濾波器，從而降低進入采樣保持電路輸入信號的最高頻率。大多數(shù)微機保護的原理都是基于工頻量的，在采樣頻率不太高的情況下，為了防 止頻率混疊現(xiàn)象，即高于采樣頻率一半的頻率成分將被重建成低于采樣頻率一半的信號。本裝置只要是采用無源低通濾波器的設(shè)計分析。這些網(wǎng)絡(luò)可以有 RLC 元件或 RC 元件構(gòu)成的無源濾波器，也可由 RC 元件和有源器件構(gòu)成的有源濾波器。 0u 的輸入范圍為 0～ 5V。推到過程：設(shè)置 ? ,則 VVu REF ??? 30 504 RuuR uui ??? ?? （ ） iuuRRu ????????? ?? ?450 1 （ ） 設(shè)置 KRR 204544 ?? ，由運放的虛短特性得 iuuu ?? ?20 （ ） iu 為 ～ ， iuu ?? ， 0u 的范圍為 0～ 5V， 從 0u 輸入到多路開關(guān)再到 A/D。電壓形成電路除了起電量變換作用外，另一個重要作用是將一次設(shè)備的電流互感器 TA、電壓互感器 TV 的二次回路與微機 A/D 轉(zhuǎn)換系統(tǒng)完全隔離，提高抗干擾能力 [10]。本裝置模 /數(shù)轉(zhuǎn)換芯片要求輸入信號電壓為177。輔助變換器的作用是將被保護設(shè)備的電壓互感器、電流互感器的二次側(cè)的電壓和電流，變換的滿足 A/D 變換量程所要求的電壓量，如圖 43 圖 44 所示，分別為將電壓互感器二次側(cè)引來的 29 電壓進一步降低，將電流互感器二次側(cè)的電流變成交流電壓。 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的基本過程：由電流互感器（ TA）或電壓互感器（ TV）輸入到微機保護裝置的模擬信號，首先要通過電壓形成回路，電壓互感器、把電流互感器的二次側(cè)的電壓和電流，變換的滿足 A/D 變換量程所要求的電壓量，再通過模擬低波濾波器削去信號中的高頻分量，由于一套微機保護裝置輸入信號可能不止一個，所有在 A/D 轉(zhuǎn)換之前設(shè)有多路轉(zhuǎn)換開關(guān)，以便將多路信號逐個地送至 A/D 轉(zhuǎn)換器，最后交給 A/D 轉(zhuǎn)換變?yōu)樗璧臄?shù)字量 [9]。 開關(guān)量輸入\輸出系統(tǒng)人機交換系統(tǒng)CPU系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)通道11通道1執(zhí)行元件開關(guān)量輸入信號220V5V15V+15V+24V并行接口電源通訊電路液晶屏鍵盤EPROMARMCPU光電隔離光電隔離開關(guān)輸出系統(tǒng)開關(guān)輸入系統(tǒng)A/D多路開關(guān)低通濾波器電壓形成回路電壓形成回路低通濾波器由TVTA二次側(cè)來 圖 41 硬件結(jié)構(gòu)框圖 28 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)主要包括電壓形成電路、模 擬低通濾波器、多路轉(zhuǎn)換開關(guān)及A/D 變換芯片四部分。 包括 +24V、177。 (6)電源回路：提供整個裝置所需的直流穩(wěn)壓電源。 (4)人機交互接口：包括鍵盤、液晶屏等，其主要功能是用于人機對話。 (3)開關(guān)量輸入 /輸出系統(tǒng)：完成各種保護的出口跳閘、信號顯示、外部觸點輸入及人機對話的功能。 (2)CPU 主系統(tǒng)：包括微處理器 (80C196KB)，只讀存儲器 (EPROM)，隨機存取存儲器 (RAM)以及定時器等。為防止擾動數(shù)據(jù)對采樣點頻率的影響，當(dāng)裝置測量到的頻率有較大跳變時，采樣頻率跟蹤機制一般不會立即將采樣頻率調(diào)整到實際測量頻率，而是以某個固定變化率來調(diào)整采樣頻率（比如 ），直到采樣頻率被調(diào)整到與實際測量頻率相等。 算法的選擇 此備用電源自投保護的主要算法是頻率跟蹤算法，采樣頻率跟蹤是一種根據(jù)實際測量頻率來自動調(diào)整采樣點間隔的機制，這個機制是全波傅里葉變換的基礎(chǔ)。 基于傅氏算法的功率算法 基于傅氏算法的功率方向算法 基于傅氏算法的濾序算法 解微分方程算法 解微分方程僅用于計算阻抗。 傅氏算法濾波特性 傅氏算法本身具有一定的濾波作用，能完全濾掉各種整次諧波和純直流分量；對非整次高頻分量和按指數(shù)衰減的非周期分量包括的低頻分量有一定的抑制作用。同時，運算量小的優(yōu)點也得以保存。傳統(tǒng)的積分是用梯形法則本 身會產(chǎn)生誤差，采用率會影響誤差的大小。這種算法運算量極小，可以用非常簡單的硬件實現(xiàn)。 半周積分算法是所需的數(shù)據(jù)長度為 ms，顯然較長。11 )()( )( ii iuiuX ??? ?? （ ） 半周積分算法 半周 積分算法是假定輸入為正弦量的算法，是基于提供給算法的原始數(shù)據(jù)為純正弦量得理想采樣值。121139。139。121)()(iiuuiiuuIUZ??????????? （ ） 239。1212239。1212 ?uuU ?? （ ） 239。1212 ?iiI ?? （ ） ?39。設(shè) t1時刻的電流為 ）（ n2)si n (2 1011 II aIatIi ??? ? （ ） 則 t1時刻電流導(dǎo)數(shù)為 IaIi 139。 導(dǎo)數(shù)算法 利用正（余）函數(shù)的導(dǎo)數(shù)是余（正）弦的特點，可以構(gòu)成導(dǎo)數(shù)算法。對工頻交流電而言，兩點乘積法的數(shù)據(jù)窗為T/4=5ms，它的優(yōu)點是計算簡單快速，克服了一點采用法要求輸入對稱三相電流和電壓的缺點，但是它是同樣沒有濾波作用，而且受直流分量影響最大。對工頻50Hz 來說是 5ms，速度是很快的，它對采用頻率無特殊要求。 合1 DL和 5DL跳2 DL和 4DLCD15sMZF＆2DLTWJ＆UL1ULyy＆tzfUabUyyUcaUyy2DLHWJ明備投方式1 動作5DLTWJ1DLTWJ手動投切備自投開入外部閉鎖備自投開入4DLHWJ＆UbcUyy跳1 DL和 5DL＆合2 DL和 4DLtzf＆15sMZF CDUL2ULyy5DLTWJ1DLTWJ＆11