变电站综合自动化装置实际上是一种依靠单片机智能地实现保护、监控等功能的工业控制装置。典型的变电站综合自动化装置结构是由五个部分构成的，即数据采集部分、数据处理部分、开关量输入/输出部分、人机接口及电源部分。

　　(一)数据采集部分

　　将模拟输入量转换为所需的数字量。主要包括辅助变换器、低通滤波器(ALF)、采样保持器(S/H)、多路转换开关(MPX)及模数变换器(A/D)等功能部件(变换器、压频变换器(VFC)、计数器等)

　　(二)数据处理部分

　　即单片机主系统(CPU主系统)，它将数据采集单元输出的数据进行分析处理，完成各种继电保护和测量控制功能。包括微处理器(MPU)、只读存储器(EPROM、E²PROM)随机存储器(RAM)、时钟(CLOCK)等器件。

　　(三)开关量输入/输出部分

　　完成保护的出口跳闸，开关量信号的采集。主要由多重输入/输出接口芯片(PIO或PIA)、光电隔离器等部件构成。

　　(四)人机接口部分

　　主要通过键盘、汉化液晶显示、打印及信号灯等来实现人机对话。

　　(五)电源部分

　　为前述各种芯片和外围器件提供电源，一般输入电压为交流或直流220V，输出的压有+5V、15V、+24V等。

　　数据采集单元是微机保护中很重要的电路。保护装置的动作速度和测量精确度等性能都与该电路有密切关系，以下着重介绍数据采集单元各部分功能实现。其他部分将结合软件算法进一步介绍。

　　(一)电压形成回路

　　微机保护要从电流互感器和电压互感器取得信息，单其二次侧的电流或电压不能适应模数变换器的输入范围，故需对他们进行变换。一般采用电流变换器，并在其二次侧并联电阻以取得所需电压。电流变化器优点就是其二次侧电流及并联电阻上电压的波形可基本保持与一次电流波形相同且同相，即不失真。电压回路除了起电量变换作用外，还起到隔离作用。减弱了来自高压的电磁干扰。

　　(二)低通滤波器(ALF)

　　这主要是针对保护模拟量而设置的，因为对于微机保护一般都是反映工频变化量的，或者是反映某种高次谐波(如5次谐波分量)，所以在采样之前需将最高信号频率分量限制在一定频带之内，即限制输入信号的最高频率(滤出高频成分)，以降低采样频率(fs)，一方面降低了对硬件的速度要求，另一方面对所需的最高频率信号的采样不至于发生失真。

　　要限制输入信号的最高频率，只要在采样前用一个模拟低通滤波器(ALF)，将fs/2以上的频率分量滤去即可。采用ALF消除频率失真现象后，采样频率就取决于保护原理和算法的要求了，对于每周波12点采样(600次/秒)，采样间隔Ts为1.66ms; 每周波24点采样(1200/秒)，采样间隔Ts为0.83ms，目前国内保护每周波采样点大多是12点或24点，基本能够满足硬件速度及对频率不失真采样的要求了。近年，DSP(数字信号处理器)芯片开始在模拟量采集上大量应用，其优势即在于对A/D后的数字信号有非常强的快速运算能力。在今后的保护产品研发中，DSP技术也必将被广泛采用，通过DSP技术的应用将使保护每周波采样点达到64点甚至128点，这也将有利于降低对低通滤波的要求和获取更多故障信息。 (责任编辑：admin)