1、第二章第二章 数字式保护硬件系统数字式保护硬件系统一、数字式保护硬件系统概述一、数字式保护硬件系统概述二、数据采集系统二、数据采集系统 三、数据处理系统三、数据处理系统四、开关量输入输出系统四、开关量输入输出系统五、通信模块与电源五、通信模块与电源一、数字式保护硬件系统概述一、数字式保护硬件系统概述数数字字式式保保护护的的结结构构CPU板板一、数字式保护硬件系统概述一、数字式保护硬件系统概述数字式保护硬件整体结构数字式保护硬件整体结构一、数字式保护硬件系统概述一、数字式保护硬件系统概述8一、数字式保护硬件系统概述一、数字式保护硬件系统概述9一、数字式保护硬件系统概述一、数字式保护硬件系统概述1
2、0一、数字式保护硬件系统概述一、数字式保护硬件系统概述11一、数字式保护硬件系统概述一、数字式保护硬件系统概述第二章第二章 数字式保护硬件系统数字式保护硬件系统一、数字式保护硬件系统概述一、数字式保护硬件系统概述二、数据采集系统二、数据采集系统 三、数据处理系统三、数据处理系统四、开关量输入输出系统四、开关量输入输出系统五、通信模块与电源五、通信模块与电源14二、数据采集系统二、数据采集系统15二、数据采集系统二、数据采集系统16 数字式保护要从被保护电力线路的电流互感器、电压互感数字式保护要从被保护电力线路的电流互感器、电压互感器取得电流、电压信息，必须把这些二次电流、电压（器取得电流、电压
3、信息，必须把这些二次电流、电压（5A5A或或1A1A、100V100V）进一步变换降低为）进一步变换降低为5V5V或或10V10V范围内的电压信号，范围内的电压信号，供数字式保护的模数转换芯片使用。供数字式保护的模数转换芯片使用。二、数据采集系统二、数据采集系统17二、数据采集系统二、数据采集系统181、电压变换、电压变换191、电压变换、电压变换201、电压变换、电压变换211、电压变换、电压变换221、电压变换、电压变换231、电压变换、电压变换24因为因为RLHRLH与与Z Z的数值差别很大，由图可得：的数值差别很大，由图可得：LHLHLHniRiRu122maxmax1uniRLHLH
4、 为并联电阻；为并联电阻；为电流变换器的变比；为电流变换器的变比；为电流为电流变换器一次电流的最大瞬时值变换器一次电流的最大瞬时值(峰值峰值)；为最大允许为最大允许电压（取决于电压（取决于ADAD）。）。LHRLHnmax1imaxu1、电压变换、电压变换251、电压变换、电压变换261、电压变换、电压变换jXIU12271、电压变换、电压变换281、电压变换、电压变换29 屏蔽层作用的示意图屏蔽层作用的示意图 （a）共模干扰及屏蔽层示意）共模干扰及屏蔽层示意(b)屏蔽层作用的等效电路屏蔽层作用的等效电路C1、C2为变换器为变换器两侧与屏蔽层之间两侧与屏蔽层之间的等效电容的等效电容ZL为交流输
5、入传为交流输入传输导线等效阻抗输导线等效阻抗Zf为设备对地为设备对地的等效阻抗的等效阻抗1、电压变换、电压变换301、电压变换、电压变换311、电压变换、电压变换321、电压变换、电压变换331、电压变换、电压变换341、电压变换、电压变换35二、数据采集系统二、数据采集系统362.模拟滤波模拟滤波372.模拟滤波模拟滤波382.模拟滤波模拟滤波392.模拟滤波模拟滤波402.模拟滤波模拟滤波41二、数据采集系统二、数据采集系统423.采样保持采样保持U433.采样保持采样保持443.采样保持采样保持453.采样保持采样保持 数字式保护所反应的电力系统参数是数字式保护所反应的电力系统参数是经过
6、采样离散化之后的数字量。那么，连经过采样离散化之后的数字量。那么，连续时间信号经采样离散化成为离散时间信续时间信号经采样离散化成为离散时间信号后是否会丢失一些信息，也就是说这离号后是否会丢失一些信息，也就是说这离散信号能否真实地反映被采样的连续信号散信号能否真实地反映被采样的连续信号呢？呢？463.采样保持采样保持473.采样保持采样保持3.采样保持采样保持493.采样保持采样保持503.采样保持采样保持513.采样保持采样保持523.采样保持采样保持533.采样保持采样保持543.采样保持采样保持553.采样保持采样保持563.采样保持采样保持573.采样保持采样保持583.采样保持采样保持
7、59二、数据采集系统二、数据采集系统60二、数据采集系统二、数据采集系统61二、数据采集系统二、数据采集系统62二、数据采集系统二、数据采集系统63二、数据采集系统二、数据采集系统64二、数据采集系统二、数据采集系统65二、数据采集系统二、数据采集系统665.模数转换器模数转换器(AD)675.模数转换器模数转换器(AD)685.模数转换器模数转换器(AD)69(1)逐次逼近式逐次逼近式AD7071UaUR/2，I1=UR/2R；UbUR/4，I2=UR/4R；UcUR/8，I3=UR/8R；I4=UR/16R。72I1=UR/2R；I2=UR/4R；I3=UR/8R；I4=UR/16R。32
8、1012342222DBBBB1 1223344IB IB IB IB I12342481616RRRRRUUUUUBBBBDRRRRR73116RFscFU RuI RDR(1)逐次逼近式逐次逼近式AD74(1)逐次逼近式逐次逼近式AD75(1)逐次逼近式逐次逼近式AD76(1)逐次逼近式逐次逼近式AD77(1)逐次逼近式逐次逼近式AD785.模数转换器模数转换器(AD)A/DA/D的转换速率是指重复进行数的转换速率是指重复进行数据转换的速度。即每秒转换的据转换的速度。即每秒转换的次数。而完成一次次数。而完成一次A/DA/D转换所需转换所需的时间，就是转换速率的倒数。的时间，就是转换速率的倒
9、数。如：如：ADAD转换芯片转换芯片max125max125的单通的单通道转换时间为道转换时间为3us3us795.模数转换器模数转换器(AD)分辨率表示输出数字量变化一分辨率表示输出数字量变化一个相邻数码所需输入模拟电压个相邻数码所需输入模拟电压的变化量。的变化量。分辨率定义为满刻度电压与分辨率定义为满刻度电压与22之比。其中之比。其中 n n为为 A/DA/D的位数。的位数。A/DA/D转换器输出的数字量位数转换器输出的数字量位数越多，分辨率越高，转换出的越多，分辨率越高，转换出的数字量的舍入误差越小。数字量的舍入误差越小。805.模数转换器模数转换器(AD)815.模数转换器模数转换器(
10、AD)82(2)VFC型数据采集型数据采集83(2)VFC型数据采集型数据采集841ssuiRfsii 0111111sccssffffuuui dti dtdtu dtCCCRC R (2)VFC型数据采集型数据采集85(2)VFC型数据采集型数据采集 、为允许输入的为允许输入的最大电压、电最大电压、电流；要求：流；要求：maxsUmaxsImaxRsRREIIRmaxsrsRRRUER86(2)VFC型数据采集型数据采集87(2)VFC型数据采集型数据采集8801()()(0)1()tCRsrCRsrUtIIdtUCIItC(2)VFC型数据采集型数据采集890)(1)(TIICtUsrR
11、C(2)VFC型数据采集型数据采集90 000001111tcsrTsrRsrRsrUtIdtU TCItTIITCCI TI tC(2)VFC型数据采集型数据采集91(2)VFC型数据采集型数据采集9200RsrI TI T0RsrI TTI(2)VFC型数据采集型数据采集93SCVSCRSCRSCRSCRSrUKRTEURRTIUTIITf0001(2)VFC型数据采集型数据采集94(2)VFC型数据采集型数据采集95VFCVFC工作原理和计数采样工作原理和计数采样（a a）U Uinin=0=0；（；（b b）U Uinin交流电压；交流电压；(2)VFC型数据采集型数据采集96(2)V
12、FC型数据采集型数据采集97KSKtNTtfKdttuKINTD)(2)VFC型数据采集型数据采集98(2)VFC型数据采集型数据采集99(2)VFC型数据采集型数据采集100ssffN211(2)VFC型数据采集型数据采集101(2)VFC型数据采集型数据采集102(2)VFC型数据采集型数据采集103(2)VFC型数据采集型数据采集104(2)VFC型数据采集型数据采集105(2)VFC型数据采集型数据采集106(2)VFC型数据采集型数据采集1075.模数转换器模数转换器(AD)1085.模数转换器模数转换器(AD)1095.模数转换器模数转换器(AD)1105.模数转换器模数转换器(AD)1115.模数转换器模数转换器(AD)1125.模数转换器模数转换器(AD)
