变电站模拟量输入输出原理 (17)

模拟量采集原理
模拟量采集原理是指通过传感器将实际量转化为电压或电流信号，然后经过放大、滤波、调理等处理，最终将其转化为数字信号进行采样和储存的过程。

在模拟量采集中，传感器起着关键作用。

传感器是能够将实际量转化为电信号的装置，常见的传感器包括温度传感器、压力传感器、流量传感器等。

传感器将实际量转化为电信号后，需要经过放大处理。

放大器会增加电信号的幅度，以便信号能够被准确地测量和处理。

放大后的信号还需要经过滤波处理，去除混杂在信号中的杂波和干扰，使其更加稳定和可靠。

接下来，经过调理处理。

调理包括采样和保持、线性化、电平转换等操作，以便将信号适配到后续数字处理器可接受的范围。

采样和保持是指在一定的时间间隔内对信号进行采样并保持其数值，线性化是将非线性的信号转化为线性的形式，而电平转换则是将信号的电平调整为适合数字处理器的电平范围。

最后，经过模数转换器（ADC）进行模拟信号到数字信号的
转换。

ADC会根据一定的采样频率对模拟信号进行采样，并
将其转换为对应的数字信号。

转换后的数字信号可以被储存、处理和传输，实现对实际量的监测和控制。

总结起来，模拟量采集原理是将实际量转化为电信号，并经过放大、滤波、调理等处理，再通过ADC转换为数字信号的过
程。

这一过程可以实现对实际量的准确测量和控制，广泛应用于各种工业自动化、仪器仪表等领域。

电力系统自动化_华北电力大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年1.直流励磁机系统的励磁方式可以分为（）型和他励型两种励磁方式参考答案:自励2.远程自动抄表计费系统的构成主要包括：智能电度表、抄表采集器、抄表集中器和中央服务器参考答案:正确3.在最大励磁限制器中，不同励磁电压时最大励磁的允许时间是相同的参考答案:错误4.有载调压变压器分接头调压时，本身并不产生无功功率，因此，当系统无功不足时，可以用有载调压来提高全系统的电压水平。

参考答案:错误5.智能电网特点主要有：（）、自愈、兼容、经济、集成和优化参考答案:坚强6.（）调式消弧线圈在正常运行时，计算出目标补偿电流，处于远离谐振的位置；当发生单相接地故障后，快速调整至谐振状态，产生补偿电流；当故障消失后，重新将消弧线圈恢复到远离谐振的位置参考答案:随7.自动低频减负荷装置分为两组：基本轮和特殊轮。

其中，（）轮为快速动作，用以抑制频率下降参考答案:基本8.只要发电机励磁电流超过“过热限制值”，励磁调节器就会启动一个（）积分器参考答案:过热9.为了保证发电机转子发热的安全，励磁系统过励时间（）超过规定值参考答案:不10.在变电站采用补偿电容器进行调压时，可以改变无功分布，但是，不能弥补系统无功不足的问题参考答案:错误11.为了满足电力系统稳定性的要求，大容量发电机的励磁系统必须具有高起始响应的性能，高值励磁电压将会危及励磁机及发电机的安全，为此设置了最大励磁限制器。

参考答案:错误12.同步发电机可以在电压/频率比大于1.1的状态下长期稳定运行参考答案:错误13.在事故初期，延缓切除负荷功率对于延缓频率下降过程是有利的参考答案:错误14.IEC 61850-6定义了一种基于XML技术的ACSI，用于描述变电站自动化系统和一次开关之间的关系以及智能电子设备（IED)的配置情况参考答案:错误15.某配电网采用中性点不接地方式，当发生单相接地故障时，零序电压和零序电流具有一定的特征，故障线路的零序电流与正常线路的零序电流相位相同。

第二章变电站综合自动化系统间隔层装置第一节间隔层装置简述一、间隔层装置配置间隔层装置在设计和配置方面，原则上与电气间隔之间存在密切关系。

根据间隔层装置按电气间隔配置的原则和站内一次设备规模,可以方便地确定变电站综合自动化系统所需间隔层装置的数量.电气间隔是一个强电即一次接线系统的概念，通常把断路器或电气元件(如主变压器、母线等）作为电气间隔划分的依据.一个典型高压变电站内主要包括线路间隔、母联（分段)间隔、主变压器间隔、电容（电抗)间隔、站用变压器间隔、母线间隔等.其中，主变压器按其绕组涉及的电压等级可分为高、中、低压间隔和本体间隔.一般认为，间隔层装置是指按变电站内电气间隔配置，实现对相应电气间隔的测量、监视、控制、保护及其他一些辅助功能的自动化装置.间隔层装置直接采集和处理现场的原始数据，通过网络传送给站控级计算机,同时接收站控层发出的控制操作命令,经过有效性判断、闭锁检测和同步检测后，实现对装置的操作控制.间隔层也可独立完成对断路器和隔离开关的控制操作。

间隔层装置通常安装在各继电器小室，测控装置按电气设备间隔配置,各测控装置相对独立，通过通信网互联.间隔层装置具有以下优点：按电气间隔配置的原则使得因间隔层装置故障产生的影响被限定在本间隔范围内，不会波及其他电气间隔；监控对象由整个变电站缩小为某个电气间隔，单个装置所需配备的I／O点数量较少，减小了装置体积的同时也使装置安装方式更加灵活；间隔层装置除具备传统的输入输出功能外,还集成了同期合闸、防误联锁等高级功能，保护测控综合装置更是把监控功能和微机保护功能合而为一，降低了装置成本.二、间隔层装置分类在分层分布式变电站综合自动化系统中，间隔层装置（或称为间隔层单元），即前面所说的IED，大致可分成以下几类:（1）保护测控综合装置。

也可简称为保护测控装置,一般用于中低压（110Kv以下)系统中，例如输电线路保护测控装置、变压器后备保护测控装置、站用变压器保护测控装置、电容器保护测控装置、电抗器保护测控装置等等，它们主要用于完成相应的电气间隔中设备的保护、测量及断路器、隔离开关等的控制以及其它与其对应的电气间隔相关的任务，降低了装置成本并减少了二次电缆使用数量.对于110kV及以上电压等级的高压和超高压间隔,为避免可能受到的干扰，保证保护功能的可靠性，目前仍采用保护和测控功能各自独立配置的模式。

继电保护保护装置上的“模拟量”和“开关量”概述在继电保护装置中有两个常见的术语，“模拟量”和“开关量”。

不论输入还是输出，一个参数要么是“模拟量”，要么是“开关量”。

下面详细讲述含义：开关量：开关量顾名思义就是只有开和关两种状态的工程量了，也叫变量，也就是说这种变量要么是0、要么是1，对应而言就是要么他就是开、要么他就是关，反映的是状态。

开关量分为输入开关量和输出开关量，在变电站、发电厂的设备中例如一个电动机或者是电动门，输入开关量就是这些设备的开关状态的反馈，输出开关量就是开关这些设备的指令；就像控制继电器的开关一样。

一般指开关量（如温度开关、压力开关、液位开关等）。

该物理量只有两种状态，如开关的导通和断开的状态，继电器的闭合和打开，电磁阀的通和断，等等。

数字量：数字量由多个开关量组成。

如三个开关量可以组成表示八个状态的数字量。

模拟量：模拟量简单的说就是一些变化的量，模拟量的有他的量程的上下限，就像水位、压力、流量等，他们叫做模拟量，模拟量也有输入和输出之分，一般输入的模拟量用作反馈监视或者控制计算，输出模拟量一般用于控制输出，例如水位的给定值、负荷的给定值等，他主要用于控制设备的开度。

模拟量是连续的量，数字量是不连续的。

反映的是电量测量数值（如电流、电压）。

控制系统量的大小是一个在一定范围内变化的连续数值。

比如温度，从0至100度，压力从0至10Mpa，液位从1至5米，电动阀门的开度从0至100%，等等，这些量都是模拟量。

常见的模拟量输入/输出信号有：4-20mA、0-10mA、1-5V、0-5V、0-10V、其它电压或者毫伏级信号等对控制系统来说，由于CPU是二进制的，数据的每位只有“0”和“1”两种状态，因此，“开关量”只要用CPU内部的一位即可表示，比如，用“0”表示开，用“1”表示关。

而模拟量则根据精度，通常需要8位到16为才能表示一个“模拟量”。

最常见的“模拟量”是12位的，即精度为2-12，最高精度约为万分之二点五。

plc模拟量原理PLC（可编程逻辑控制器）是一种用于自动化控制系统的电子设备。

它通过接收和处理来自传感器的模拟量信号来监测和控制不同的生产过程。

模拟量是指可以连续变化的物理量，例如温度、压力、流量等。

PLC的模拟量输入模块被用于将模拟信号转换为数字信号，以便PLC可以处理它们。

它通常包括一个模拟到数字转换器（ADC），用于将连续的模拟信号转换为离散的数字信号。

ADC将模拟信号分为许多小的离散级别，然后将每个级别映射到一个数字值。

PLC的模拟量输出模块被用于将数字信号转换为模拟信号，以便控制外部设备。

它通常包括一个数字到模拟转换器（DAC），用于将数字信号转换为相应的模拟信号。

DAC通过将数字值映射到一系列离散电压或电流级别来完成这个转换。

PLC通过读取和写入模拟量信号来实现对控制系统的监测和控制。

当PLC读取模拟量输入信号时，它会根据预设的条件和参数来判断是否需要采取相应的控制行动。

然后，PLC将处理后的控制信号发送到模拟量输出模块，以控制外部设备的行为。

例如，在一个温控系统中，PLC可以通过读取温度传感器的模拟量输入信号来监测当前的温度。

如果温度超过了预设的上限，PLC可以发送一个控制信号给加热器来降低温度。

相反，如果温度低于预设的下限，PLC可以发送一个控制信号给冷却器来提高温度。

总而言之，PLC的模拟量原理涉及将模拟信号转换为离散的数字信号，并将数字信号转换为相应的模拟信号，以实现对自动化控制系统的监测和控制。

这种技术使得PLC能够处理和控制各种实际物理量，使得生产过程更加稳定和可靠。

模拟运算电路的工作原理
模拟运算电路的工作原理主要基于模拟信号的处理。

模拟信号是指连续变化的电信号，而模拟运算电路则是对这些模拟信号进行传输、变换、放大、处理、测量和显示等工作的电路。

模拟运算电路主要包括放大电路、信号运算和处理电路、振荡电路、调制和解调电路及电源等。

以模拟乘法器为例，其工作原理是将两个模拟信号相乘，得到它们的积。

这个积可以用来实现多种运算，如比例、差分、积分等。

模拟乘法器通常由两个运放（运算放大器）组成，输入信号分别加到两个运放的反向输入端，而输出信号则为两个输入信号的乘积。

另外，模拟运算电路还包括模拟加减器、模拟比较器等。

模拟加减器可以实现两个模拟信号的相加或相减，而模拟比较器则可以将一个模拟信号与另一个参考值进行比较，输出比较结果。

在实际应用中，模拟运算电路可以用于多种场合，如音频处理、图像处理、控制系统等。

通过不同的组合和改进，模拟运算电路可以实现各种不同的功能和处理效果，满足各种实际需求。

变电站综合自动化技术摘要：计算机技术的发展，推动了电力系统计算机自动化技术的发展，变电站综合自化技术也日趋完善。

本论文根据目前电力系统变电站综合自动化技术现状，从其设计原理、结构模式、功能及其发展基础上对变电站综合自动化系统进行分析和描述。

并对今后的发展趋势做了总结，提出意见。

关键词：变电站综合自动化结构模式基本过程功能发展趋势变电站综合自动化系统是一种以计算机为主、将变电站的一、二次设备经过功能组合形成的标准化、模块化、网络化的计算机监控系统。

变电站综合自动化，是将变电站的二次设备经过功能的重新组合和优化设计，利用先进的计算机技术、自动化技术和通信技术，实现对全变电站的主要设备和输配电线路的自动监视、测量、控制和微机保护，以及与调度通信等综合性的自动化功能。

一、变电站综合自动化的结构模式变电站综合自动化系统的结构模式主要有集中式、集中分布式和分散分布式。

（一）集中式结构集中式一般采用功能较强的计算机并扩展其I／O接口，集中采集变电站的模拟量和数量等信息，集中进行计算和处理，分别完成微机监控、微机保护和自动控制等功能。

集中式结构也并非指只由一台计算机完成保护、监控等全部功能。

多数集中式结构的微机保护、微机监控和与调度等通信的功能也是由不同的微型计算机完成的，只是每台微型计算机承担的任务多些。

例如监控机要担负数据采集、数据处理、断路器操作、人机联系等多项任务；担负微机保护的计算，可能一台微机要负责多回低压线路的保护等。

（二）分布式结构该系统结构的最大特点是将变电站自动化系统的功能分散给多台计算机来完成。

分布式模式一般按功能设计，采用主从CPU系统工作方式，多CPU系统提高了处理并行多发事件的能力，解决了CPU运算处理的瓶颈问题。

各功能模块（通常是多个CPU）之间采用网络技术或串行方式实现数据通信，选用具有优先级的网络系统较好地解决了数据传输的瓶颈问题，提高了系统的实时性。

分布式结构方便系统扩展和维护，局部故障不影响其它模块正常运行。

模拟量模块工作原理
模拟量模块是一种电子器件，用于将模拟信号转换为数字信号。

它通常由模拟输入端口、模数转换器和数字输出端口组成。

模拟量模块首先接收模拟信号通过模拟输入端口。

模拟信号可以是电压、电流或其他连续变化的物理量。

该模块会将输入信号进行放大、滤波等处理，以确保输入信号的稳定性和准确性。

然后，模拟量模块会使用模数转换器将模拟信号转换为数字信号。

模数转换器使用采样和量化技术，以一定的时间间隔对模拟信号进行采样，并将采样值转换成相应的数字表示。

转换后的数字信号可以更方便地进行数字信号处理或传输。

最后，模拟量模块将转换后的数字信号通过数字输出端口输出。

这样，其他数字设备可以接收和处理这个数字信号，而不需要重新进行模拟信号的转换。

总体来说，模拟量模块的工作原理主要包括模拟输入信号的采集和处理、模拟信号到数字信号的转换、以及数字信号的输出。

通过这些过程，模拟量模块能够实现模拟信号的数字化和传输，以满足不同应用领域对信号处理和控制的需求。