在電力系統(tǒng)中，發(fā)電機(jī)在并入電網(wǎng)后，需要對(duì)發(fā)電機(jī)輸出電壓、電流、功率等電氣參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。在準(zhǔn)確檢測(cè)的基礎(chǔ)上，電力工作人員才可以依據(jù)這些參數(shù)對(duì)發(fā)電機(jī)進(jìn)行各種必要地控制，使發(fā)電機(jī)的有關(guān)輸出符合并入電網(wǎng)的要求，以保持電網(wǎng)可靠地工作運(yùn)行。本文對(duì)發(fā)電機(jī)電氣參數(shù)的采集傳輸系統(tǒng)進(jìn)行了闡述和探討，通過(guò)對(duì)設(shè)計(jì)思路、設(shè)計(jì)依據(jù)、設(shè)計(jì)過(guò)程等的詳細(xì)分析，強(qiáng)調(diào)了發(fā)電機(jī)機(jī)電氣參數(shù)的采集傳輸?shù)年P(guān)鍵所在和重要意義。
在電力系統(tǒng)中，發(fā)電機(jī)在并入電網(wǎng)后，需要對(duì)發(fā)電機(jī)輸出電壓、電流、功率等電氣參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。在準(zhǔn)確檢測(cè)的基礎(chǔ)上，電力工作人員才可以依據(jù)這些參數(shù)對(duì)發(fā)電機(jī)進(jìn)行各種必要地控制，使發(fā)電機(jī)的有關(guān)輸出符合并入電網(wǎng)的要求，以保持電網(wǎng)可靠地工作運(yùn)行。
過(guò)去，要實(shí)時(shí)測(cè)量這些參數(shù)又要保持較高的精度，確實(shí)是很難做到的。就算是利用價(jià)格昂貴的專業(yè)測(cè)量?jī)x器，也很難作到，并且工作環(huán)境是大電流高電壓，又需要工作人員親自操作，所以工作過(guò)程時(shí)常伴隨一定的危險(xiǎn)性。
隨著電子技術(shù)、信息處理技術(shù)的研究和發(fā)展，電子計(jì)算機(jī)應(yīng)用的越來(lái)越廣泛和大規(guī)模集成電路技術(shù)的發(fā)展和廣泛應(yīng)用，發(fā)電機(jī)領(lǐng)域的數(shù)據(jù)采集測(cè)試技術(shù)也發(fā)生了根本性的變化。以單片機(jī)或微處理器為主體的電氣參數(shù)微機(jī)采集系統(tǒng)正在逐步地取代傳統(tǒng)的模擬儀表和模擬控制器，這樣不僅大大縮小了檢測(cè)器件體積，降低了其成本，減小了時(shí)間的滯后，而且提高了采集的電氣參數(shù)的準(zhǔn)確度和準(zhǔn)確率，使之更加適應(yīng)龐大而復(fù)雜的工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程，同時(shí)也促進(jìn)了電力生產(chǎn)與使用的調(diào)度管理全面實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，為達(dá)到無(wú)人值班或少人值班創(chuàng)造了條件。例如電力工作人員，在對(duì)電氣參數(shù)的快速準(zhǔn)確的在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)時(shí)，工作人員無(wú)需親自在現(xiàn)場(chǎng)，這為工作人員的安全提供了可靠的保障，同時(shí)也提高了工作效率。
這種設(shè)計(jì)就是為了對(duì)發(fā)電機(jī)之電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，進(jìn)而利用各種變換處理電路，使A/D轉(zhuǎn)換器、單片機(jī)組成一個(gè)電氣參數(shù)的采集變送系統(tǒng)，這樣電機(jī)輸出的任何變化都能被該數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)實(shí)時(shí)地捕捉到，供電力工作人員掌握和使用。工作人員無(wú)須親自到測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)，電氣參數(shù)由該數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采集并進(jìn)行一定的處理變化（例如降壓、模/數(shù)轉(zhuǎn)化等）后就可以送到主控計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，有關(guān)工作人員在主控中心就可以實(shí)時(shí)了解電機(jī)的工作狀態(tài)，從而進(jìn)行準(zhǔn)確有效地控制，使電機(jī)在一定的條件下按照人們的要求輸出所需要的特性功能。
一、設(shè)計(jì)思路
關(guān)于設(shè)計(jì)思路，其系統(tǒng)流程由四部分組成：接觸采集部分、變化處理部分、輸入接口部分和單片機(jī)部分組成。
1、接觸采集部分。該部分是系統(tǒng)的參數(shù)采集部分。它將所需采集的電氣參數(shù)量采集后送入該系統(tǒng)中，并進(jìn)行初步處理變化，例如降電壓、降電流等，為后面其它部分儲(chǔ)備服務(wù)。
2、變化處理部分。這一部分是對(duì)接觸采集部分所送出的信號(hào)進(jìn)行各種變化處理、加工、制作。例如對(duì)信號(hào)進(jìn)行濾波、整流、模/數(shù)轉(zhuǎn)換等。經(jīng)過(guò)的變化部分的處理，使之變?yōu)橐恍┖虾跣枰臄?shù)字參數(shù)信號(hào)進(jìn)而輸出，以利于后面部分對(duì)信號(hào)進(jìn)行數(shù)字處理及應(yīng)用。
3、輸入接口部分。該部分是將被第二部分電路進(jìn)行變化處理過(guò)的信號(hào)送入單片機(jī)進(jìn)行進(jìn)一步的處理，以保證其參數(shù)為下一步的識(shí)別和利用。
4、單片機(jī)部分。這一部分與監(jiān)測(cè)控制中心相連，是對(duì)第二部分輸出的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行一定的處理，然后將所需要的符合要求的這些數(shù)字信號(hào)送入監(jiān)控中心。
上述四部分的分述，均是功能模塊的含義，而在實(shí)際工作中，這些功能模塊所表達(dá)的具體裝置或儀器的伸縮性還是很大的，工作人員應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況分析和掌握。
二、設(shè)計(jì)依據(jù)
1、模塊要求。本模塊是采集并輸出可以直觀識(shí)別被采集對(duì)象中人們所需要的某些參數(shù)信號(hào)，無(wú)論這中間經(jīng)過(guò)多少環(huán)節(jié)的變化，在如此變換中必須真實(shí)地從信號(hào)參數(shù)采集源點(diǎn)把所需的信息通過(guò)其載體傳輸?shù)捷敵龆?，整個(gè)過(guò)程不能失真也不受干擾，這就要求系統(tǒng)本身具有不失真?zhèn)鬏斝盘?hào)的能力，還需要具有在外界各種干擾情況下能夠提取信號(hào)中所包含的有用信息的能力。
2、系統(tǒng)要求。在設(shè)計(jì)之前，還需要對(duì)系統(tǒng)要求作具體的了解和分析。①被采集對(duì)象的極限變化范圍及常用范圍；②參數(shù)采集所要求的準(zhǔn)確度和準(zhǔn)確度；③輸出要求、形式以及參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化要求；④被采集對(duì)象的變化情況以及動(dòng)態(tài)準(zhǔn)確度要求；⑤被采集對(duì)象的有關(guān)性質(zhì)；⑥使用環(huán)境、濕度、溫度及氣壓等。
三、設(shè)計(jì)過(guò)程
1、方案選擇。為了設(shè)計(jì)一個(gè)正確而科學(xué)的系統(tǒng)，首先要選擇一個(gè)好的方案，因此在設(shè)計(jì)之前，要提出多種可能的方案；然后要進(jìn)行理論論證和比較；后選擇一個(gè)好方案（當(dāng)然還要經(jīng)過(guò)實(shí)踐的檢驗(yàn)）。
2、形式確定。即系統(tǒng)各部分結(jié)構(gòu)形式的確定。方案選擇確定后，我們要綜合工作原理、精度要求、元器件和材料工藝的可能性等，來(lái)確定系統(tǒng)各電路部分的結(jié)構(gòu)形式。
3、環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)。各個(gè)環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)是在系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式確定之后，對(duì)各組成環(huán)節(jié)進(jìn)行有的放矢地設(shè)計(jì)。包括機(jī)械、電氣線路的設(shè)計(jì)和元器件的設(shè)計(jì)性選擇。
4、環(huán)節(jié)制造。在各個(gè)環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)理想的基礎(chǔ)上，進(jìn)而對(duì)其制造（或者叫制作），它像設(shè)計(jì)一樣包括機(jī)械、電氣線路和元器件地制造或制作。
5、總裝調(diào)試。在各環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)制造完成后，要與模擬的被采集對(duì)象相聯(lián)系并進(jìn)行總裝和調(diào)試。同時(shí)要進(jìn)行對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的整體實(shí)驗(yàn)分析以及評(píng)估。在這部分需要注意的是，單片機(jī)部分之中，硬件和軟件對(duì)系統(tǒng)都很重要，要要注意匹配和調(diào)試。
總之，在電力系統(tǒng)中，對(duì)發(fā)電機(jī)輸出電壓、電流、功率等電氣參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，在檢測(cè)的基礎(chǔ)上，電力工作人員才可以依據(jù)這些參數(shù)對(duì)發(fā)電機(jī)進(jìn)行各種必要地控制，能使發(fā)電機(jī)的有關(guān)輸出符合并入電網(wǎng)的要求，以確保電網(wǎng)可靠地工作運(yùn)行。該設(shè)計(jì)就是為了對(duì)發(fā)電機(jī)之電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，進(jìn)而利用各種變換處理電路，使A/D轉(zhuǎn)換器、單片機(jī)組成一個(gè)電氣參數(shù)的采集變送系統(tǒng)，這樣電機(jī)輸出的任何變化都能被該數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)實(shí)時(shí)地捕捉到，供電力工作人員掌握和使用。發(fā)電機(jī)電氣參數(shù)的采集傳輸系統(tǒng)，在供電安全和提高工作效率等方面都有著重大意義。
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