【正文】 信號進(jìn)行離散化，以保證原始數(shù)據(jù)不失真。數(shù)據(jù)采集電路內(nèi)部參與運(yùn)算的信號是二進(jìn)制的離散數(shù)字信號，模擬量輸入電路是綜合保護(hù)裝置中很重要的電路。 保護(hù)裝置的數(shù)據(jù)采集電路 電壓形成回路綜合保護(hù)裝置要從被保護(hù)的線路或設(shè)備上的電流互感器、電壓互感器或其他電壓變送設(shè)備上取得信息，通常根據(jù)模數(shù)轉(zhuǎn)換器輸入范圍的要求，將互感器的二次側(cè)數(shù)值變換為4～20mA的電流信號或1～5V范圍內(nèi)的電壓信號，對于電流信號可以采用串聯(lián)一定阻值的電阻的方法變換為相應(yīng)的電壓信號。其中鐵芯電流互感器受其鐵磁性能的影響，即使在設(shè)計(jì)時(shí)確定的工作很理想，在小電流時(shí)測量線性度很好，但在大電流時(shí)鐵芯易于飽和，線性度差，測量范圍小。1％以內(nèi)，測量范圍廣絕緣水平高，用于高壓大電流電動機(jī)具有明顯的優(yōu)點(diǎn)，但是在小電流時(shí)，信號較小測量誤差大。至于移相、提取某一分量等，在微機(jī)保護(hù)中，根據(jù)實(shí)際需要可以容易地通過軟件來實(shí)現(xiàn)。電動機(jī)的電流、電壓信號用電流傳感器和電壓變送器拾取，進(jìn)行適當(dāng)?shù)姆糯蠛驼{(diào)理后送入單片機(jī)內(nèi)部集成的A/D轉(zhuǎn)換模塊的模擬輸入口。電壓調(diào)理電路包括跟隨、比例調(diào)整和硬件濾波三部分，作用是為了保證電機(jī)在額定電流以及當(dāng)電機(jī)啟動和過載時(shí)出現(xiàn)過電流情況下的檢測精度(l%)，模塊硬件結(jié)構(gòu)如圖31所示。 PLC的選取系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)基于可編程控制器（PLC）的電動機(jī)綜合監(jiān)控和保護(hù)系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)如圖1所示。如果斷路器初始狀態(tài)為斷開，斷路器合閘，電機(jī)開始啟動。啟動完成后，“電機(jī)開/關(guān)指示燈”亮，電機(jī)正常運(yùn)行。關(guān)機(jī)時(shí)，PLC接到關(guān)機(jī)命令后，斷路器跳閘，“電機(jī)開/關(guān)機(jī)指示燈”滅。如下圖所示。PLC的選型與硬件配置本溫度控制系統(tǒng)選擇德國西門子公司的S7200系列的PLC。它的硬件配置靈活，既可用一個(gè)單獨(dú)的S7200 CPU構(gòu)成一個(gè)簡單的數(shù)字量控制系統(tǒng)，也可通過擴(kuò)展電纜進(jìn)行數(shù)字量I/O模塊、模擬量模塊或智能接口模塊的擴(kuò)展，構(gòu)成較復(fù)雜的中等規(guī)?？刂葡到y(tǒng)[10]。圖32 S7200系列PLC實(shí)物圖 S7200 CPU的選擇S7200系列的PLC有CPU22CPU22CPU22CPU224XP、CPU226等類型。可連接7個(gè)擴(kuò)展模塊，最大擴(kuò)展至248點(diǎn)數(shù)字量或35點(diǎn)模擬量I/O。配有2個(gè)RS485通訊口，具有PPI，MPI和自由方式通訊能力， kbit/s，可用于較高要求的中小型控制系統(tǒng)[11]。 EM231模擬量輸入模塊本溫度控制系統(tǒng)中，傳感器將檢測到的溫度轉(zhuǎn)換成0～41mv的電壓信號，系統(tǒng)需要配置模擬量輸入模塊把電壓信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號再送入PLC中進(jìn)行處理。EM231熱電偶模塊提供一個(gè)方便的，隔離的接口，用于七種熱電偶類型：J、K、E、N、S、T和R型，它也允許連接微小的模擬量信號(177。EM231模塊需要用戶通過DIP開關(guān)進(jìn)行組態(tài)： SW1～SW3用于選擇熱電偶類型，SW4沒有使用，SW5用于選擇斷線檢測方向，SW6用于選擇是否進(jìn)行斷線檢測，SW7用于選擇測量單位，SW8用于選擇是否進(jìn)行冷端補(bǔ)償。表31 EM231技術(shù)指標(biāo)型號EM231模擬量輸入模塊總體特性 外形尺寸：80mm62mm 功耗：3W輸入特性本機(jī)輸入：4路模擬量輸入電源電壓：標(biāo)準(zhǔn)DC 24V/4mA輸入類型：0~10V，0~5V，177。,0~20mA分辨率：12 Bit轉(zhuǎn)換速度：250μS隔離：有耗電從CPU的DC 5V （I/O總線）耗電10mADIP開關(guān)SW1 0, SW2 0, SW3 1（以K型熱電偶為例）表32所示為如何使用DIP開關(guān)設(shè)置EM231模塊，開關(guān)2和3可選擇模擬量輸入范圍。表中，ON為接通，OFF為斷開。5VONOFF177。圖33 DIP配置EM231 I/O點(diǎn)分配及電氣連接圖1）該控制系統(tǒng)中I/O點(diǎn)分配表如表34所示。表34 I/O點(diǎn)分配表輸入觸點(diǎn)功能說明輸出觸點(diǎn)功能說明啟動按鈕運(yùn)行指示燈（綠）停止按鈕停止指示燈（紅）固態(tài)繼電器2)系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)方案及硬件連接圖。集三相電壓顯示、過電壓保護(hù)、欠電壓保護(hù)、缺相保護(hù)（斷相保護(hù)）、電壓不平衡保護(hù)、相序保護(hù)（錯(cuò)相保護(hù)）于一體，采用功能強(qiáng)大的微處理器芯片和非易失存儲技術(shù)，顯示采用高清晰超寬溫中文液晶，具有功能齊全，性能穩(wěn)定，顯示直觀、操作簡便的特點(diǎn)。JL400缺相繼電器電壓不平衡保護(hù)動作時(shí)間曲線圖：A ——電壓不平衡度——三相電壓中最大相的電壓——三相電壓中最小相的電壓圖：JL400缺相繼電器電壓不平衡保護(hù)的時(shí)間特性曲線JL400缺相繼電器主要性能指標(biāo)JL400缺相繼電器輸入電源L1/L2/L3/N 電源電壓范圍相電壓150 300V AC, 線電壓250～500V AC 4565HZ 電壓測量范圍相電壓150 300V AC缺相保護(hù)功能有相序保護(hù)功能有過電壓保護(hù)功能有欠電壓保護(hù)功能有不平衡保護(hù)功能有顯示超寬溫中文液晶顯示輸出形式獨(dú)立的常開、常閉輸出輸出負(fù)載能力電阻性負(fù)載: 5A/250V AC, 5A/30V DC電感性負(fù)載: , 輸出觸點(diǎn)機(jī)械壽命100,000次額定消耗功率3VA電氣隔離強(qiáng)度2000VAC, 脈沖耐電壓 ()測量誤差%安全防護(hù)等級IP20外殼尺寸45 mm x53 mm x64 mm工作環(huán)境溫度25℃～65℃,濕度85%，無凝露JL400缺相繼電器操作指南把三相電源的三相四線分別接入JL400缺相繼電器的LLLN端。詳見JL400缺相繼電器接線示意圖設(shè)置參數(shù)，把連接好的JL400缺相繼電器通上三相電，液晶屏顯示其中一相的電壓。 （2）再按一下JL400缺相繼電器的R/設(shè)置鍵，設(shè)置過電壓值，液晶屏上顯示設(shè)置和過壓字樣，按▲或▼鍵設(shè)置過電壓值，過電壓值在220V～300V范圍內(nèi)設(shè)置，步進(jìn)量為1V；再按一次R/設(shè)置鍵，設(shè)置過電壓動作時(shí)間（單位為秒），動作時(shí)間 ～20秒范圍之間設(shè)置,。（4）再按一下JL400缺相繼電器的R/設(shè)置鍵，液晶屏上顯示End字樣，本次設(shè)置完成。（6）由于JL400缺相繼電器缺相、錯(cuò)相故障屬于不可自動恢復(fù)性故障；故發(fā)生缺相、錯(cuò)相故障時(shí)，缺相繼電器能記憶自鎖。而發(fā)生過壓、欠壓故障后，如果線路電壓又恢復(fù)了正常設(shè)置電壓范圍，缺相繼電器能自動恢復(fù)。備注：（1）進(jìn)入設(shè)置狀態(tài)，如果20秒內(nèi)無任何操作，JL400缺相繼電器自動退出設(shè)置狀態(tài)。JL400缺相繼電器參數(shù)設(shè)置類別參數(shù)名稱設(shè)定范圍步進(jìn)量出廠設(shè)定單位電壓設(shè)定過電壓設(shè)定值OFF2213001 VOFFV欠電壓設(shè)定值150 219 OFF1 VOFFV過、欠電壓恢復(fù)回值5V動作時(shí)間過、欠壓動作時(shí)間 20S缺相動作時(shí)間S錯(cuò)相動作時(shí)間S 熱繼電器熱繼電器是一種電氣保護(hù)元件。 熱繼電器的工作原理由電阻絲做成的熱元件，其電阻值較小，工作時(shí)將它串接在電動機(jī)的主電路中，電阻絲所圍繞的雙金屬片是由兩片線膨脹系數(shù)不同的金屬片壓合而成，左端與外殼固定。觸點(diǎn)是串接在電動機(jī)的控制電路中的，使得控制電路中的接觸器的動作線圈斷電，從而切斷電動機(jī)的主電路。電磁機(jī)構(gòu)包括吸引線圈、靜鐵心和動鐵心，動鐵心與動觸點(diǎn)相聯(lián)。所謂觸頭的常開和常閉，是指接觸器未通電動作前觸頭的原始狀態(tài)。交流接觸器的種類，交流接觸器的種類很多，國產(chǎn)的有CJ0、CJ10系列和比較新的CJ20系列，引進(jìn)的新產(chǎn)品有3TH系列、3TB系列。實(shí)際配電板接線圖5 保護(hù)裝置的軟件設(shè)計(jì)PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要包括硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)兩部分，上一章已經(jīng)詳細(xì)介紹了本項(xiàng)目硬件連接。