10KV电容微机测控装置设计
目录
摘要 (1)
第1章：绪论 (1)
1.1 本课题研究的意义 (1)
1.2 国内外电力电容器保护技术的发展 (2)
第2章：电力电容器的保护装置及原理 (3)
第3章：电容器微机保护装置的硬件设计 (4)
3.1 微机保护的CPU方案 (4)
3.1.1 传统的MCU+PSD保护方案 (4)
3.1.2 选取具有快速数据处理能力的数字信号处理器 (5)
3.2 本设计系统硬件结构图 (5)
3.3 微机保护装置中的 DSP芯片设计 (6)
3.3.1 时钟电路设计 (6)
3.3.2 复位电路设计 (6)
3.3 电源模块 (6)
3.4 模拟量采集模块 (7)
3.5 开关量输入模模块 (8)
3.6 开关量输出模块 (9)
3.7 看门狗电路 (9)
3.8 键盘、显示模块 (10)
3.9 通信模块 (12)
第4章电力电容器微机保护装置的软件设计 (13)
第5章故障分析及处理 (14)
5.1 电力电容器发生故障的原因 (14)
5.2 电力电容器的故障分析 (14)
第6章结论与展望 (15)
致谢 (16)
10KV电容微机测控装置设计
摘要
电力电容器作为电力系统中主要的无功补偿装置，其在电网中的有效应用可以起到提高电网功率因数，改善电网供电质量,降低电网损耗等作用。但是电力系统运行过程中的一些不确定性因素使其在运行过程中不能正常工作，并且产生故障，这不仅仅影响电网的供电质量，而且影响整个电网的安全可靠运行。因此，研究一种先进，可靠并且实用的电力电容器保护装置就显得尤为重要。
本文主要讨论了基于DSP技术的电力电容器微机保护测控装置，主要包括:电力电容器保护装置的基础性理论研究，电力电容器保护装置硬件和软件的设计以及技术上的实现。
基于对现有电力电容器微机保护装置的分析和对比，本论文对硬件和软件系统进行了模块化设计。硬件部分主要包括：电源系统模块，模拟调理模块，开关量输入输出模块，人机接口模块和通讯电路模块。在硬件的基础上，结合交流采样和傅立叶算法，本论文完成了主程序服务模块，中断服务子程序模块，键盘电压模拟量采集模块和通信模块等软件部分的设计。
关键词：电力电容器；微机保护；TMS320F2812；DSP。
第1章：绪论
本章论述了电力电容器保护装置技术的发展，主要内容包括国内外的发展方向，在此基础上提出了研究电力电容器保护的意义，以及本课题需要做的工作。
1.1 本课题研究的意义
电力电容器作为电力系统中主要的无功补偿装置，其在电网中的有效应用可以起到提高电网功率因数，改善电网供电质量,降低电网损耗等作用。但是电力系统运行过程中的一些不确定性因素使其在运行过程中存在内部故障和外部故障。内部故障表现在电容器内部极板之间的绝缘介质如有薄弱环节，在高电压的作用下很容易发生过热，游离直到局部击穿与短路。外部故障是指系统电压过高或过低，可能危及电容器安全运行。往往会影响电力电容器的正常工作，使其产生故障，这不仅会影响电网的供电质量，也会危及整个电网的安全可靠运行。传统的电力电容器运行保护装置虽然也可起到保护作用，但是由于可靠性低，功能
少，灵敏度低而不能及时切断以排除故障，避免大型事故的发生。针对上述情况，希望所设计的基于DSP技术的微机保护装置能够及时的将电容器从电力系统中快速,自动的切除,使其损坏程度减至最轻,保证电容器使用寿命，并且防止故障进一步扩大。因此，研究一种先进、可靠、实用而又多功能，具有高灵敏度，高紧凑性和并且使用方便简洁而成本低廉的的电力电容器运行保护测控装置就显得尤为重要。
下图1-1为保护装置对现场并联电容器组保护示意图：
UA UB UC
保护
装置
C1C2C3
图1-1并联电容器组保护示意图
该装置具有电流速断、限时过流、过电压、欠电压、过负荷、零序电压/不平衡电压保护的功能。
1.2 国内外电力电容器保护技术的发展
传统电力电容器的保护措施是基于电热原理和电磁原理，电流原理就是电流的热效益原理，当电流通过导体时就产生热量。用热继电器实现的过载保护和用熔断器实现的短路保护就是电热原理的典型应用。电磁原理就是电磁感应，当电流通过线圈时就产生磁场，而用欠压继电器或接触器实现的欠压，失压保护，用过电压继电器实现的过压保护以及用电流继电器实现的过流，欠流（磁）保护则是电磁原理的应用实例。
由于微机保护的不断发展，并有其与传统保护明显不同的特点，在电力电容器保护中得到不断的应用，同时新的电力电容器保护原理不断提出，其中简单，实用的电力电容器保护已经研制成功并获得应用。相比较其它电力电容器保护原理，综合保护只需要通过采集电容器各序电流量，经过计算，判断保护动作与或，在理论上和应用上都有很大的价值【1】。
国外研制电力电容器保护装置较早，生产规模较大，种类齐全的应是韩国，美国，德国（都是电子型），如韩国三和技研株式会社的产品主要有交流，直流保护继电器，数显式智能型保护器，电压型保护器。在微机保护硬件上，第一套
以6809为基础的距离保护样机投入试运行，厉经8位，准16位，到现在16位处理器成为主角，32位处理器，DSP处理器跃上历史舞台，新技术，新器件不断涌现，如新型光学电压，电流互感器。值得一提的是现在DSP的集成度越来越高，其中一些芯片集成了丰富的外部资源，比较有代表性的是TI公司的TMS320C/F24XX系列和AD公司的ADMC系列芯片，特别适用于应用在工控，仪表领域，并有逐步取代传统微控制器的趋势，发展前景非常广阔。当前硬件上的主要任务是通过积极采用成熟的新技术，新器件来提高保护装置的可靠性，通用性。
随着系统变电容量的增加，电容器及其装置正向着大容量、紧密型、高可靠性，并集控制和保护设备于一体的的电力电容器成套装置方向发展【2】。
第2章：电力电容器的保护装置及原理
本节介绍了国内外部分典型电力电容器保护装置所采用的方法，配置，及其特点【4】。
2.1 基于工业PC机的高压并联电容器保护装置
并联电容器是目前国内采用最普遍的无功补偿措施，它是解决电网无功电源容量不足，提高功率因数，保证电力系统安全经济运行的重要措施。由于电力系统中时有电容器爆破和火灾事故的发生，并联电容器的故障类型和保护配置，对保证大量无功补偿电容器的安全，有重要的实际意义。
2.2 基于DSP的分布式微机电容器保护测控装
它是一种基于TI公司的嵌入式数字信号处理器TMS320F2407的分布式微机电容器保护测控装置,该装置可就地采集电压、电流等信息量,实时完成保护、测量、控制等功能,具有抗干扰性强、精度高的特点。
2.3 多功能微机电容器保护装置
该微机电容器保护装置有以下8种保护功能可供选择:
1.电流速断;
2.限时过流保护;
3.过电压保护;
4.欠电压保护;
5.零流保护;
6. 零压保护;
7. 差流保护；
8.差压保护。
它的辅助功能是基于使微机保护装置既可独立应用于各种电压等级的变电站和不同接线方式的电容器组的保护,又可作为变电站综合自动化系统的一个子系统,同时能满足无人值班变电站的需要，可实现全自动控制系统。
2.4金属氧化物改进了电容器的保护装置
采用金属氧化物非线性电阻元件，可提高高压串联电容器保护系统的保护性
能，使用这种新的保护系统，在故障情况下，可以使电容补偿完全不受影响。2.5基于DSP的电力综合保护测控装置
该装置利用DSP技术和EDA技术的发展及其优越性能,在基于DSP+CPU+CPLD电力综合保护测控装置具体设计中,针对这种新型智能系统所具有的特点,为保证该系统的安全可靠的运行,从硬件和软件方面行进了干扰抑制和消除。本设计采用就是这种装置。
2.6 高压电机综合保护测控装置
ISA-347G微机综合保护测控装置可应用于200kW及以上的10kV高压电机。微机保护测控装置有保护、测量、显示、通信等在线监测功能。通过自身完善的保护功能,对电机的轴承损坏、定转子相擦、匝间短路等产生的发热情况能起到很好的保护作用。并且保护装置体积小,可就地安装在高压开关柜上,通过通信电缆与外部连接,后台电脑实时监控和遥控,较容易实现自动控制及在线监测。微机综合保护装置的参数整定可在保护装置面板上完成,也可在后台监控系统上完成,检查和输入方便。
第3章：电容器微机保护装置的硬件设计
本章针对电力电容器保护特点，详尽的叙述了保护装置的硬件设计。主要内容包括：处理器选择，DSP最小硬件系统设计，模拟量采集模块，开关量输入输出模块，键盘、显示模块，看门狗电路，通讯模块及电源模块的设计。模块化设计从系统最低功耗要求出发，以避免混合系统带来的影响。
3.1 微机保护的CPU方案
3.1.1 传统的MCU+PSD保护方案
微机保护装置要向体积小，功能强的方向发展。在选用CPU 芯片时，就必需对芯片的集成度有所要求，尽量避免使用外扩设备，从而减少印制版的面积。传统的 CPU 片由于片内资源有限，所需的外围设备较多，如地址锁存器 EPROM RAM PLD 等，可编程单片机通用外围接口芯片（PSD ）实现了将单片机所需的多个外围芯片集成在一个芯片内，从而可以大大减化电路的设计【6】。
3.1.2 选取具有快速数据处理能力的数字信号处理器
DSP 芯片，也称数字信号处理器，是一种特别适合于进行数字信号处理运算的微处理器，其主要应用是实时快速地实现各种数字信号处理算法。目前应用最广的可编程DSP 芯片是TI 公司的TMS320C2000系列芯片，其特点如下【7】：
改进哈佛结构允许数据在程序空间和数据空间之间传输，从而增加了速度和器件的灵活性；并行处理结构使得功能模块和操作指令流水线工作可行；专用硬件乘法器使得乘法运算在单指令周期内就能完成，提高了处理速度；特殊DSP 指令可以尽量减少指令周期，提高处理速度；快速指令周期小，最小达到20ns ，这使其适合实时处理的应用领域；附加功能模块加强了处理速度，数据吞吐量以及外围控制功能，如DMA 控制器，定时器，外部中断控制器等。
通过比较TMS320C2000系列芯片，决定选择TMS320F2812进行实验性研究，TMS320F2812主要集成了DSP 、A/D 、PWM 、UART 、CAN 、USB 、SCI 、SPI 和串行EEPROM+RTC 实时时钟等外设。
DSP 系统的特点：接口方便，编程方便，稳定性好，精度高，可重复性好，并且集成方便。
3.2 本设计系统硬件结构图
DSP2812
互感器组
信号处理
开关量输入
液晶显示
键盘
电源
看门狗RS485/232
CAN (SN65HVD230)
EEPROM(4K)
CPLD
继电器出口（?路）
显示内容：Ua,Ub,Uc,Ia,Ib,Ic,P,Q,W,T,S
开关量状态（8+4）功能设置与动作状态8
通讯状态型号：NS12864 -12（3.3V ）
ST7920控制器（汉字库串行输入）类型：复位，选择，确认/ESC ，+，--管理方式：A/D
显示灯：合，分，保护，故障，通讯
+5,-5;+3.3,+1.8,1.5;
+5;
MC7805CD2T,MC7905BD2T TPS767D318PWP
复位，电源监测
RAM （18K*16位）FLASH （128K*16位）4K*16位ROM
16路12位AD
X5043s8-2.7
测频，滤波，幅值变换
JTAG 仿真口
隔离（T L P521-2）
隔离
隔离
隔离与驱动（T L P127）
8路
SPI
11路
6N136
6N136
储能，加热
图3-1系统硬件结构
该装置的结构包括信号的采集与处理，A/D 转换，开关量的输入与输出，键盘与液晶显示，看门狗电路，仿真及通讯与电源控制模块等。
3.3 微机保护装置中的 DSP 芯片设计
3.3.1 时钟电路设计
本装置DSP 芯片的时钟电路是利用芯片内部的振荡电路与X2，X1/XCLKIN 引脚之间连接一只晶体管与两个电容组成并联谐振电路，如图3-2所示：
该电路可以产生与外加晶体同频率的时钟信号，电容C1，C2取值24PF 。它们可以起到对时钟频率微调的作用。
+C
24P -C
24P S1
X1/XCL K IN
X2
图3-2时钟电路
3.3.2 复位电路设计
DSP 芯片可以通过/TRS 引脚使DSP 复位到一个已知状态，为保证DSP 可靠复位，/RST 引脚必须为低电平，且保持至少两个主频时钟周期，当复位发生时DSP 终止程序运行，并使程序计数器复位。电路如图3-3所示：
C107
0.1u R102
10K
3R1
3K GND2
U105
V+3.3
S1
V12
/RST
4
613
图3-3 RC 复位电路
3.3 电源模块
由于DSP 芯片的工作匹配电压一般为0～3.3V ，所以本设计选用IT 公司的电源芯片TPS76815 和TPS76833提供F2812芯片所需的+1.8V （内核电压）和+3.3V （外围器件引脚电压）的电压，其最大的工作电流为1000mA ，足以满足DSP
芯片的工作电压和各外围器件的供电需求。
为了防止继电器动作电压以及外界通讯电压对F2812芯片的影响，本设计开
关电源产生的+12V ，V12V 及V24V ，-12V 相互独立隔离【8】
。 V in
1
G N D
2
V out
3
U 001
MC 7805B D2T V in
1
G N D
2
V out 3
U 002
MC 7805B D2T
C 001
0.33
C 004
0.33
+C 00247uF +C 00347uF
+
C 00547uF
+
C 00647uF
+12
+5
-12
-5
图3－4 MC7805BD2T 电路
在12V 有源信号的输入下，首先通过C101和C104储能电容器对信号进行小波段的滤波，用弧电容C002和C005对信号进行大波段的滤波，之后通过MC7805BD2T 芯片降压，降压后再对不纯的信号进行弧电容器的滤波以达到DSP 的工作电压5.5V 。在TPS76815电路中两个电容器作用相同。
IN 3IN 4/IEN 2GND
1
PG 8OUT 5OUT 6FB
7
TPS76815
R001250K
+C02147uF
C013
0.1uF
C0140.1uF
+5
+1.5
图3-5 TPS76815电路
3.4 模拟量采集模块
模拟量采集模块是由若干个电压，电流互感器组成，其作用是将来自现场的交流电量转换到处理器模块可以接受的范围内。
本课题选用四只电压互感器来测量U a 、U b 、U c 的电压，实现电力电容器过电压，欠电压和零序电压的保护；选用三只电流互感器来测量I a 、I b 、I c 的电流，实现过电流的保护【9】。
模拟量采集电路原理图如图3-6，3-7所示：
PT1
R201 1.5K C201
0.1
U201D
J7-16
1R150K
J7-1
+1.5
..
....UA
AD0
B
C
图3-6 电压采集电路
CT1
R206 1.2K C206
0.1u f
U202D
J 7-16
J 7-5
+1.5
.
.....
AD4
IA
图3-7 电流采集电路
图3-6中，电阻Ｒ1是限流电阻，用以产生电压互感器所需2mA 电流，满足电压互感器工作条件；电阻和电容的并列起补偿相位的作用；1.5V 的直流偏移量是使输入到A/D 转换器的电压从双极性变为单极性，这是由A/D 转换中采用逐次逼近原理决定的。TMS320F2812中的A/D 转换工作电压为0-3.3V ，本电路即是以此为基础进行设计的。
3.5 开关量输入模模块
开关量的输入主要完成状态信号的输入。一般说来，开关量输入量分常开与常闭两种状态接点【10】 。对于常开接点 ，当它出现闭合的情况时 ，我们要求CPU 能够读到这个闭合的状态 ，并做出一些逻辑上的判断或运算 。常闭接点也是如此。
为了满足输入与输出间的电气隔离，采用光电隔离器，也叫光电耦合器。它将发光器件与光敏器件组合在一起 ，实现电-光-电的转换 。输入与输出之间没有直接电气联系 ，信号是通过光耦合来传递的。
光电耦合器具有隔离性好，抑制噪音和抗干扰的能力，能被广泛的使用，可作为高压开关、信号隔离与转换、信号传输等。本装置采用HCPL2630。
本设计开关量输入电路如图3-11所示：
U301
YX1
V24
D I1
J8_1
R6
10K
R5
10K
+3.3
图3-11 开关量输入电路
3.6 开关量输出模块
开关量输出主要完成动作信号的输出。本装置中动作信号主要是跳闸和合闸。电力电容器保护装置开关量输出电路的可靠性直接反映了保护系统的可靠性。开关量输出主要包括跳闸出口，重合闸出口及就地和中央信号出口等。光电隔离器采用东芝公司的TLP127。开关量输出电路如图3-12：
U522
U502E
S7
分闸
S8
远方
D12
j4-5
GND2
就地
R8
5.1K
+12
图3-12 开关量输出电路
3.7 看门狗电路
本系统采用的看门狗芯片是TI 公司的X5323，它具有可选看门狗溢出定时器，可选/可调复位门槛电压，最重要的是它具有4kbits EEPROM 。EEPROM 具有当输入时序不对时它不予响应的功能:写保护功能，只有正确输入了写允许命令后，它才能被正确写入，一旦写操作动作完毕，它自动回复写保护，因此该芯片具有极强的防误写功能，极大提高了整个系统的可靠性。具体电路如图3-13所示：
/CS 1SO 2/W P 3G ND
4
SI 5SC K
6
/RS T 7V CC 8U 103 X 5323
C 1070.1u
R 10210K
3R 13K
V +3.3
S1
V 12
/CS 2/ED I /R ST
/CS 3
SP IS OMI 40SP IS IMO 41SP IC LK 34
图3-13 看门狗电路
X5323中EEPROM的访问是通过三根线来访问的，即SCK、SI和SO，分别对应串行输入时钟，串行数据输入和串行数据输出。其中SI上的数据由SCK上脉冲上升沿读取，SO上的数据由SCK的脉冲下降沿输出。在对芯片操作时，CS端需置低。
具体对芯片的操作命令见表3—1：
指令名称指令格式操作说明
WREN 0000 0110 打开写操作
SFLB 0000 0000 标志位清零
WRDI/RFLB 0000 0100 关闭写操作/标志状态
RSDR 0000 0101 读寄存器状态
WRSR 0000 0001 写寄存器状态
READ 0000（A8）011 从选定地址读数据
WRITE 0000（A8）010 向选定地址写数据
表3—1 X5323芯片操作命令
芯片的看门狗溢出时间可选：1.4s、600ms、200ms或关闭，使用方便。3.8 键盘、显示模块
1．液晶显示
本装置中人机会话接口的显示采用液晶显示模块（LCM），克服了以往装置采用数码管显示器（LED）存在的显示功能少，不美观和功耗大等特点【10】。
设计采用ST7920控制器，它是内置汉字图形点阵的液晶显示控制模块，可方便地实现汉字、ＡＳＣＩＩ码、点阵图形、自造字体的同屏显示。而所有这些功能（包括显示ＲＡＭ、字符产生器以及液晶驱动电路和控制器）都包含在集成电路芯片里，因此，只要一个最基本的微处理系统就可以通过ST920芯片来控制其它的芯片。
ST920与F2812连接电路如图3-14所示：
1
234567891011121314151617181920 J 4
V S S
1
V D D
2
C S
4
S I D 5
S C L K
6/R S T
17
L E D A 19
L E D K
20
P S B
15
U42 S T7920
Erro r:B lis s.b mp file n o t fo u n d
+5
PAN
/LED -OP +3.3
G ND
SP IS OM I 40SP IC LK 34
C S1
图3-14 ST920与F2812连接电路
2．键盘：
本装置采用了四个键（确认/取消，移动，+，-），结合菜单便可以直观地在线，离线整定定值，修改实时时间，查看故障记录等。这样只须几个按键就可以实现复杂的操作。
传统的键盘设计采用数字量输入方式，应用了处理器的I/O 口，这样需要占用大量的I/O 口。本装置的键盘设计采用模拟量输入方式，只需占用一个A/D 口并可，大大简化了设计。
键盘电路如图3-17所示：
C 1060.1u
3R 210K
3R 35.1K
3R 45.1K
3R 55.1K
R 103
5.1K
+5V
移动S2
确认/ES C
+ S4-- S5S3
PA N
A DC IN
B 7
从图中看出，当按键按下，通过电阻分压，分析出输入到A/D 口的电压值不同，通过中断调用方式，经过A/D 转化.处理器进行数据处理，由软件计算出各个电压值对应的按键功能，处理器做出响应。
各功能按键与电压值对应关系如下表3-2：
功能按键 电压值 移动 0.84V 确认/ESC 0.48V +（增） 3.32V -（减）
4.16V
表3-2 各功能按键与电压值对应表
3.9 通信模块
电力电容器保护装置中内嵌了许多的通讯模块，主要包括了RS-232，RS-485标准接口和CAN 通讯接口【11】，其中RS-232，RS-485为装置的备用模块。控制器局域网（CAN ）为串行通讯协议，能有效地支持具有很高安全等级的分布实时控制并且应用广泛。其可靠性和实时性远高于普通的通信技术。
本设计采用TI 公司的SN65HVD231为收发器，选用东芝公司的高速光电耦合器6N136为抗干扰器件。电路如图3-18所示：
11
223
3
44G ND
56
6
77V CC 8
U402U 401
SN 74LV C1G07U 411
SN 74LV C1G07
C 4080.1u
V 05
R 4051K
R 406
1K V +3.3
R 407
10K
R 408
10K
G ND 2
SC ITX DB 90
C AN TX A 87
2
4
2
4
LO G IC IN D
图3-18 通讯口电路图
CAN 总线采用双线串行通信方式，检错能力强，可在高噪声干扰环境中合作。本设计为图中2,3拐角引入的串行口。它具有优先权和仲裁功能，多个控制模块通过CAN 控制器挂到CAN-bus 上，形成多主机局部网络。其可靠性和实时性远高于普通的通信技术。
第4章电力电容器微机保护装置的软件设计
根据保护原理，在并联电容器投入电网时：即实时采集A相，B相，C相电流与电压以及零序电压。并根据保护判据进行判断。保护条件满足，则出口跳闸，并循环显示故障电流和电压值。若保护条件不满足，则循环显示实时电流，电压值，并继续采集判断。电力电容器保护装置的软件设计采用了模块化设计思想，由主程序模块，中断服务子程序模块和各个功能子程序模块三大部分组成。
（1）主程序流程图见下图：
上电或复位
初始化模块
自检模块
有无故障
采样计算中断模
块
动作判断模块
动作或报警
显示模块
通信模块
报警
相应处理模块YES
YES
NO
NO
图4-6主程序模块的流程图
主程序模块的流程如图4-6所示。装置上电或复位后，系统首先进行初始化，包括各个芯片及寄存器的初始化；然后对各个器件进行自检，如果发现故障装置会报警，若一切正常则进入主循环；在主循环中将进行如下工作：1.调用自检模块进行动态自检以及时发现装置的故障；2.调用数据处理模块计算出各基波分量的有效值；3.在动作判断模块中根据上一步的计算结果采取相应的措施；4.刷新液晶显示器和各指示灯的显示。
（2）中断服务子程序模块主要由采样中断模块（电压，电流模拟量，键盘
电压模拟量采集）和通信模块组成。
1．采样中断模块：
进入采样中断服务程序，必须分别对三相电流，三相电压，零序电压及键盘电压的瞬时值同时采样，采样后计算其瞬时值，然后将各瞬时值存入随机存储器RAM对应地址单元内，在计算各电流，电压有效值时，取某个计算的模拟量的同一周期的一组瞬时值，采用算法来计算。在采样中断服务程序中，完成采样计算后，需查询现在处于何种工作方式。
2．键盘处理程序
键盘采用F2812的A/D口为输入，由计算各按键电压值，实现按键功能。一键多功能由软件实现。
3．通信模块
装置具有串行数据通信和CAN通讯网接口，可直接与电力系统综合自动化配套，实现远方实时监测和控制，远方读取和修改整定值，远方投停保护记录各种操作和故障信息等功能。通信是通过中断响应来进行的，这样可以尽量减少对处理器的时间占用。
第5章故障分析及处理
5.1 电力电容器发生故障的原因
电力电容器作为电力系统中的主要元部件在运行过程中存在内部故障和外部故障。
内部故障表现在电容器内部极板之间的绝缘介质如有薄弱环节，在高电压的作用下很容易发生过热，游离直到局部击穿与短路；外部故障是指系统电压过高或过低，可能危及电容器安全运行【3】。
5.2 电力电容器的故障分析
（1）运行电压过高【4】
电容器的运行电压是指电容器所接变电站母线的系统电压,它直接影响电容器的寿命和出力。运行中电容器内部的有功功率损耗由其介质损耗和导体电阻损耗组成,而介质损耗占电容器总有功功率损耗的98%以上,其大小与电容器的温升有关,可用下式表示:
δ
δtan
ω
=（2－1）
P=
tan2
CU
Q
式中P——电容器的有功功率损耗(kW); U——电容器的运行电压(kV)。
Q——电容器的无功功率(kvar); tanδ——介质损失角正切值;
ω——电网角频率(rad/s); C——电容器的电容量(μF);
由公式知,电容器的有功功率损耗和电容器输出的无功功率大小均与电容器的运行电压的平方成正比。随着电容器的运行电压的增高,电容器的有功功率损耗增加很快,温度迅速升高,则绝缘寿命降低。
（2）运行温度过高
电容器长期处于高电场强度和高温下运行将引起绝缘介质老化和介质损失角δ的增大,使电容器内部温升超过允许值而发热,缩短电容器的使用寿命,严重时,在高电场强度作用下导致电容器热击穿而损坏。
（3）高次谐波引起过电流
电容器对高次谐波最敏感,它可能在某一频率下产生谐振,造成谐波电流过大。当谐波源负荷和电容器连接时,电容器容抗和系统的感抗在某一频率下正好大小相等方向相反,而生并联揩振时,谐波电流在系统和电容器之间流动,使电容过电流。减少此谐波过电流可将电抗器与电容串联,以错开谐振点。
第6章结论与展望
在此次10KV电容微机测控装置设计中，从查阅资料到拟定方案，直到最后的方案设计，我深切体会了一个工程人员应具备的能力和素质。面对问题，应以清晰的思路去分析问题并解决问题。以下为我所做工作的一个总结：1．查阅大量与本课题相关资料，对本题的基础研究有了本质理解。
2．对电容器微机保护装置的原理和软硬件组成进行了详细分析，在结合装置具体要求的基础上，对比处理器的性能，选用了具有高速数据处理能力的TMS320F2812为硬件核心。软件以具有滤波功能的傅氏算法为核心，以采样频率自动跟踪来解决系统频率变化给傅氏算法带来的误差影响。
3．采用模块化设计，完成各硬件电路的原理图及相关部分的PCB绘制。
4．软件采用模块化设计，完成了主程序，中断服务子程序流程图设计。
5．对已有的微机保护装置进行了实验，得出本设计的改进之处。
由于时间比较紧张，加上本人水平有限，本设计还有许多值的改善的地方。在以后的工作中，会继续探讨更先进的软硬件技术，以实现电力电容器保护装置的计算机化，网络化，智能化，保护控制，测量和数据通信一体化发展.
致谢
本次设计是在听取张华老师的耐心讲课后完成的，张华老师兢兢业业的工作作风和一丝不苟的工作态度让我在认识学习和工作的态度上有了深刻地感悟，这不仅仅是一次课程设计，而是一次学生与老师的工作配合，是一个学生自我提高学习能力和动手能力的最佳机会，它让我在以后的工作和学习中时时刻刻铭记张华老师的教诲：
另外，在本次设计中还得到了很多人的热心帮助和全力支持，在此，对他们表示衷心的感谢。
在毕业设计接近尾声之际，再次向敬爱的张华老师表示崇高的敬意和衷心的感谢！
计算机测控技术知识点.
第一章计算机控制系统概述 1. 什么是计算机控制系统 ? 其工作原理是怎样的? 2. 画图说明计算机控制系统的硬件由哪几部分组成?各部分的作用是什么? 3. 计算机控制系统的软件起什么作用? 4. 计算机控制系统中的实时性、在线方式和离线方式的含义是什么?实时、在线方式和离 线方式的含义是什么 ? 5. 计算机控制系统的典型形式有哪些 ? 各有什么优缺点 ? 6. 计算机控制装置可以分成哪几种类型 ? 7. 简述计算机控制系统的发展概况。 8. 讨论计算机控制系统的发展趋势。 1. 画图说明模拟量输出通道的功能、各组成部分及其作用。 2. D/A转换器的性能指标有哪些? 3. 用 8位 DAC 芯片组成双极性电压输出电路,输出电压范围为 -5V--+5V,求对应下列偏移量的输出电压:(1 80H ; (2 01H ; (3 7FH ; (4 40H ; (5 FFH ; (6 FEH
4. 请分别画出 D/A转换器的单极性和双极性电压输出电路, 并分别推导出输出电压与输入数字量之间的关系式 5. 试用 DAC0832芯片设计一个能够输出频率为 50Hz 的方波电路和程序。 6. DAC0832与 CPU 有哪几种连接方式?他们在硬件接口及软件程序设计上有 何不同? 7. 为什么高于 8位的 D/A转换器与 8位危机接口连接时必须采用双缓冲方式? 这种双缓冲方式与 DAC0832的双缓冲方式在接口上有什么不同? 8. 试用 8255A 与 DAC1210设计一个 12位的 D/A转换接口电路,并编写出程序(8255A 的地址为 8000H ~8003H 1. 画图说明模拟量输出通道的功能、各组成部分及其作用。 2. 请分别画出一路有源 I/V 变换电路和一路无源 I/V 变换电路图,并分别说明各元器件的作用。 3. 试用 CD4051设计一个 32路模拟多路开关,要求画出电路图并说明其工作原理。 4. 采样有几种方法?采样周期越小越好吗?为什么? 5. 采样保持器的作用是什么?是否所有的模拟量输入通道中都需要采样保持器? 为什么? 6. 简述逐次逼近式、双积分式和电压 /频率式的 A/D转换原理。 7. 设某 12位 A/D转换器的输入电压为 0~+5v,求出当输入模拟量为下列值时输出的数字量:(1 1.25v ; (2 2v ; (3 2.5v ; (4 3.75v ; (5 4v ; (6 5v 8. A/D转换器的结束信号有什么作用?根据该信号在 I/O控制中的连接方式, A/D转换有几种控制方式?它们各在接口电路和程序设计上有什么特点?
基于8086的温度测控系统设计
基于8086的温度测控系统设计 摘 要 本文介绍了一种基于8086微处理器的温度测控系统，采用温度传感器AD590采集温度数据，用CPU 控制温度值稳定在预设温度。当温度低于预设温度值时系统启动电加热器，当这个温度高于预设温度值时断开电加热器。 关键词：微处理器 温度传感器 A/D 转换器 控制系统 1温度控制系统的总体结构概况 温度信息由温度传感器测量并转换成微安级的电流信号，经过运算放大电路将温度传感器输出的小信号进行跟随放大，输入到A/D 转换器（ADC0809）转换成数字信号输入主机。数据经过标度转换后，一方面通过数码管将温度显示出来；另一方面，将该温度值与设定的温度值进行比较，调整电加热炉的开通情况，从而控制温度。在断开电加热器，温度仍然异常，报警器发出声音报警，提示采取相应的调整措施。其温度控制系统的原理框图如图1-1所示。 图 1-1 系统原理框图 电压跟随器 运算放大电温度传感器 A\D 转换器 微 处 理 器 加热控制电报警 译码 显示
2系统器件选择 2.1 系统扩展接口的选择 本次设计采用的是8086微处理器，选择8255A可编程并行接口作为系统的扩展接口，8255A的通用性强，适应灵活，通过它CPU可直接与外设相连接。 2.2温度传感器与A\D转换器的选择 本系统选用温度传感器AD590构成测温系统。AD590是一种电压输入、电流输出型集成温度传感器，测温范围为0℃~200℃，非线性误差在±1℃，其输出电流与温度成正比，温度没升高1K（K为开尔文温度），输出电流就增加1uA。其输出电流I=(273+T)u A。本 =(2730 + 10T)MV.另外，为满足系统设计中串联电阻的阻值选用2KΩ，所以输出电压V + 输入模拟量进行处理的功能，对其再扩展一片ADC0809，以进行模拟—数字量转化。 2.3显示接口芯片 为满足本次设计温度显示的需要，我们选择了8279芯片，INTEL8279芯片是一种通用的可编程的键盘、显示接口器件，单个芯片就能完成键盘键入和LED显示控制两种功能。 备注：系统硬件接线应尽量以插接形式连接，这样便于多用途使用和故障的检查和排除。 2.4 8086微处理器及其体系结构 2.4.1 8086CPU的编程结构 编程结构：是指从程序员和使用者的角度看到的结构，亦可称为功能结构。从功能上来看，8086CPU可分为两部分，即总线接口部件BIU（Bus Interface Unit）和执行部件EU （Execution Unit）。8086CPU的内部功能结构如图2－1所示:
微机综合设计实验报告
微机接口实验报告 学院：计算机与通信工程学院专业：计算机科学与技术 班级： 学号： 姓名： 综合设计实验
带分频的AD转换 实现功能： 利用8254实现分频功能，再利用AD0809实现数模转换功能。 设计思路： 首先利用8254芯片的计时功能，将CLK0端输入的1MHz的脉冲信号分频为0.1MHz的脉冲，并且从OUT0端输出，然后将输出的脉冲信号作为AD0809数模转换单元的输入信号，从而实现8254的分频功能和AD0809的数模转换功能。 设计接线图： 实验代码： （加粗为分频部分代码，未加粗为AD转换部分代码） IO8254_MODE EQU 283H ;8254控制寄存器端口地址 IO8254_COUNT0 EQU 280H ;8254计数器0端口地址 IO0809 EQU 298H ;AD0809DE STACK1 SEGMENT STACK DW 256 DUP(?) STACK1 ENDS CODE SEGMENT ASSUME CS:CODE START: MOV DX, IO8254_MODE ;初始化8254工作方式 MOV AL,37H ;计数器0，方式3 00110111 OUT DX,AL MOV DX,IO8254_COUNT0 ;装入计数初值 MOV AX,000AH ;10D=0AH（可以自己设计分频倍数或者利用多个计数器实现更大倍数的分频） MOV AL,03H
OUT DX,AL MOV AL,AH OUT DX,AL MOV DX, IO0809 ;启动A/D转换器 OUT DX, AL MOV CX, 0FFH ;延时 DELAY: LOOP DELAY IN AL, DX ;从A/D转换器输入数据 MOV BL,AL ;将AL保存到BL MOV CL, 4 SHR AL, CL ;将AL右移四位 CALL DISP ;调显示子程序显示其高四位 MOV AL, BL AND AL, 0FH CALL DISP ;调显示子程序显示其低四位 MOV AH, 02 MOV DL, 20H ;加回车符 INT 21H MOV DL, 20H INT 21H PUSH DX MOV DL, 0FFH ;判断是否有键按下 MOV AH, 06H INT 21H POP DX JE START ;若没有转START MOV AH, 4CH ;退出 INT 21H DISP PROC NEAR ;显示子程序 MOV DL, AL CMP DL, 9 ;比较DL是否>9 JLE DDD ;若不大于则为'0'-'9',加30h为其ASCII码 ADD DL, 7 ;否则为'A'-'F',再加7 DDD: ADD DL,30H ;显示 MOV AH, 02 INT 21H RET DISP ENDP CODE ENDS END START
DMP300型微机变压器差动保护测控装置说明书
一、简介 1.概述 DMP300型微机变压器差动保护测控装置，适用于110KV及以下电压等级的三圈变或两圈变，具有开入采集、脉冲电度量采集、遥控输出、通讯功能。其中DMP321适用于三圈变，DMP322适用于两圈变。 保护功能：a）差电流速断保护 b）二次谐波制动的比率差动保护 c）CT断线识别和闭锁功能 d）过负荷告警 e）过载启动风冷 f）过载闭锁有载调压 遥信量采集：a）本体轻、重瓦斯信号 有载轻、重瓦斯信号 压力释放信号 变压器超温告警 b）主变一侧开关的弹簧未储能、压力异常闭锁、报警 c）从主变一侧开关操作箱中采集开关跳、合位，手跳、手合开关量脉冲电量：一路有功脉冲电度、一路无功脉冲电度 遥控：遥控主变一侧开关 2.特点： 1）差动保护中各侧电流平衡补偿由软件完成，中低压侧电流不平衡系数均以高压侧为基准。变压器各侧CT二次电流相位也由软件自动校正，即变压器各侧CT二次回路可接成丫型（也可选择常规接线），这样简化了CT二次接线，增加了可靠性。 1)变压器保护的差动保护与后备保护完全独立，各侧后备也完全独立，独立的工作电 源、CPU实现真正意义上的主、后备保护，极大地提高了主变保护的可靠性。 2)通过菜单可直接查看主变各侧电流值的大小、相位关系，差电流大小，方便用户调 试与主变投运。 3)选用高性能、高可靠性的80C196单片机，高度集成的PSD可编程外围芯片；宽温军 用、工业级芯片；高精度阻容元件；进口密封继电器。 4)抗干扰、抗震动的结构设计
全封闭金属单元机箱，箱内插板间加装隔离金属屏蔽板；高可靠性的进口接插件，加装固定挡条。 5)独到的多重抗干扰设计 单元装置采取了隔离、软硬件滤波、看门狗电路、智能诊断各种开放闭锁控制，ALL IN ONE的主板电路设计原则，新型结构设计等多种抗干扰措施，取得了良好的效果。 6)体积小、模块化，既可安装于开关柜，构成分散式系统，又可集中组屏。 7)大屏幕液晶汉字显示运行参数、菜单，具有极好的人机界面，操作简单、直观、易 学、易用。 8)所有保护功能均可根据需要直接投退，操作简单。 9)软件实现交流通道的模拟量精度调整，取消了传统的采保通道的误差补偿电位器， 不但简化了硬件，更方便了现场调试、校验，还提高了精度。 10)独到的远动试验菜单功能。装置中设有“远动试验”菜单,通过菜单按钮进行远动信息 传输试验,如“差动速断动作”、“高压侧CT断线告警”等，无需试验接点真正闭合，可在线试验，方便了远动调试。 11)多层次的PASSWORD：运行人员口令、保护人员口令、远动人员口令。 12)事件记录分类记录32条故障信息，32条预告信息，8条自检信息，并具掉电保持功 能。
NGP-700环网柜微机保护测控装置使用说明书资料
NGP-700 环网柜保护测控装置 技 术 说 明 书 V2.0 南京国品自动化设备有限公司
目录 一、概述 (1) 1.1.产品适用范围 (1) 1.2.产品特点 (1) 1.3.产品功能配置 (1) 二、主要参数和技术指标 (3) 2.1.工作电源 (3) 2.2.交流电流输入 (3) 2.3.交流电压输入 (3) 2.4.开关量输入 (3) 2.5.接点输出 (3) 2.6.模拟量输出（选配） (3) 2.7.通讯接口 (4) 2.8.环境 (4) 2.9.型式试验 (4) 2.10.保护功能性能指标 (4) 2.11.测控功能性能指标 (5) 2.12.采用的国际和国家标准 (5) 三、保护控制器外观及安装 (6) 3.1.安装 (6) 3.2.面板功能介绍 (7) 四、主要功能 (8) 4.1.保护功能 (8) 4.2.定值清单 (10) 4.3.测控功能 (11) 4.4.工程接线示意图 (11) 4.5.保护压板说明 (12) NGP-700压板清单 (12) 五、功能参数整定 (13) 5.1.各保护功能整定 (13) 5.2.系统时钟设置 (13) 5.3.CAN网络设置 (13) 5.4.RS-485网络设置(MODBU网) (13) 七、检测及试验 (14) 7.1.硬件测试 (14)
7.2.保护功能试验 (14) 八、面板控制器功能设置及信息查看 (16) 8.1.菜单概述 (16) 8.2.刻度信息查看 (17) 8.3.开入查看 (18) 8.4.开出检测 (19) 8.5.压板投退 (19) 8.6.定值整定及查看 (20) 8.7.参数设定 (22) 8.8.版本信息 (29) 8.9.事故记录 (30)
中国石油大学《计算机测控技术》第二阶段在线作业答案
中国石油大学《计算机测控技术》第二阶段在线作业答案 答案见最后 多选题 (共15道题) 1.（ 2.5分） OPC服务器由3类对象组成，相当于3种层次上的接口：（）。 A、服务器（server） B、客户（client） C、组(group) D、数据项(item) 2.（2.5分）现场总线主要应用在三大领域：（）。 A、制造领域 B、金融领域 C、物业领域 D、房地产领域 E、过程领域 3.（2.5分） IEC61158现场总线网络协议模型共四层(). A、应用层 B、数据链路层 C、会话层 D、用户层 E、物理层 4.（2.5分） DCS 网络体系的主要特点： A、快速实时晌应能力 B、具有极高的可靠性 C、适应恶劣的工业现场环境 D、友好性 E、分层结构 5.（2.5分） DCS 的特点： A、分级递阶系统 B、分散控制 C、在线性与实时性 D、友好性 E、可靠性 6.（2.5分） DCS的结构是一个分布式系统，从整体逻辑结构上讲，是一个分支树结构。其纵向结构分级为（）四级递阶结构。 A、直接控制级 B、过程管理级 C、生产管理级 D、经营管理级 E、过程优化级 7.（2.5分）常用抑制干扰的措施（抗干扰技术）有（）接地技术、设置干扰吸收网络和合理布线。
A、屏蔽技术 B、隔离技术 C、滤波 D、看门狗 E、UPS电源 8.（2.5分）计算机系统的可靠性也分（）两个方面。 A、电源可靠性 B、硬件可靠性 C、软件可靠性 D、数据可靠性 9.（2.5分）数据采集系统中常用的数据处理有： A、数字滤波 B、标度变换 C、查表法 D、非线性补偿 E、上下限报警 10.（2.5分）数据采集系统中常用的数字滤波有（）。 A、中值滤波 B、算术平均值滤波 C、限幅滤波 D、限速滤波 E、一阶滞后滤波 11.（2.5分）数据采集系统的三种工作方式为()和 DMA法。 A、查询法 B、中断法 12.（2.5分）组态软件主要由若干组件构成： A、图形界面系统 B、控制功能组件 C、程序开发组件 D、实时数据库 E、通信及第三方程序接口组件 13.（2.5分）组态软件图形界面系统图形画面一般有两种()。 A、静态画面 B、资源画面 C、配置画面 D、动态画面 14.（2.5分）组态软件实时数据库的特征： A、点参数形式 B、数据与时间相关 C、实时事务有定时限制。 D、有历史数据库 E、有内存数据库 15.（2.5分）集散控制系统(DCS)亦称分布式控制系统，是结合多种先进技术而形成的，对生产过程进行（）和（）的一种新型控制技术。 A、集中监测、操作、管理 B、分散控制
测控系统原理第8章习题解答
第8章习题解答 1、微机化测控系统设计的基本要求有哪些? 答：基本要求有：达到或超过技术指标，尽可能提高性能价格比，适应环境、安全可靠，便于操作和维护。 2、研制一台微机化测控系统大致分为几个阶段?。 答：研制一台微机化测控系统大致分为三个阶段：确定任务、拟制系统方案，硬件和软件的研制，联机总调、性能测定。 3、怎样选择元器件? 答：选择元器件时一般要注意如下几点： 1）要根据元器件所在电路对该器件的技术要求来选择元器件，在满足技术要求的前提下尽可能选择价格低的元器件。 2）尽可能选用集成组件而不选用分立元件以便简化电路，减少体积，提高可靠性。 3）为减少电源种类，尽可能选用单电源供电的组件，避免选用要求特殊供电的组件。对只能采用电池供电的场合，必须选用低功耗器件。 4）元器件的工作温度范围应大于所使用环境的温度变化范围。 5）系统中相关的器件要尽可能做到性能匹配。 5、简要描述硬件研制过程和软件研制过程。 答： 硬件电路研制过程软件研制过程
6、何谓模块化编程?如何划分模块? 答：所谓“模块”就是指一个具有一定功能、相对独立的程序段，这样一个程序段可以看作为一个可调用的子程序。所谓“模块化”编程，就是把整个程序按照“自顶向下”的设计原则，从整体到局部再到细节，一层一层分解下去，一直分解到最下层的每一模块能容易地编码时为止。 如何划分模块，至今尚无公认的准则，大多数人是凭直觉，凭经验，凭借一些特殊的方法来构成模块，下面给出的一些原则对编程将会有所帮助。 (1)模块不宜分得过大或过小。通常认为20行到50行的程序段是长度比较合适的模块。 (2)模块必须保证独立性，即一个模块内部的更改不应影响其它模块。 (3)对每一个模块作出具体定义，定义应包括解决某问题的算法，允许的输入输出值范围以及副作用。 (4)对于一些简单的任务，不必企求模块化。 (5)当系统需要进行多种判定时，最好在一个模块中集中这些判定。这样在某些判定条件改变时，只需修改这个模块即可。
计算机操作系统综合设计实验报告实验一
计算机操作系统综合设计 实验一 实验名称：进程创建模拟实现 实验类型：验证型 实验环境： win7 vc++6.0 指导老师： 专业班级： 姓名： 学号： 联系电话： 实验地点：东六E507 实验日期：2017 年 10 月 10 日 实验报告日期：2017 年 10 月 10 日 实验成绩：
一、实验目的 1）理解进程创建相关理论； 2）掌握进程创建方法； 3）掌握进程相关数据结构。 二、实验内容 windows 7 Visual C++ 6.0 三、实验步骤 1、实验内容 1)输入给定代码； 2)进行功能测试并得出正确结果。 2、实验步骤 1）输入代码 A、打开 Visual C++ 6.0 ； B、新建 c++ 文件，创建basic.h 头文件，并且创建 main.cpp 2）进行功能测试并得出正确结果 A 、编译、运行main.cpp B、输入测试数据 创建10个进程；创建进程树中4层以上的数型结构 结构如图所示：。
createpc 创建进程命令。 参数： 1 pid（进程id）、 2 ppid（父进程id）、3 prio（优先级）。 示例：createpc(2,1,2) 。创建一个进程，其进程号为2，父进程号为1，优先级为2 3)输入创建进程代码及运行截图 4）显示创建的进程
3、画出createpc函数程序流程图 分析createpc函数的代码，画出如下流程图：
四、实验总结 1、实验思考 (1)进程创建的核心内容是什么？ 答： 1)申请空白PCB 2)为新进程分配资源 3)初始化进程控制块 4)将新进程插入到就绪队列 （2）该设计和实际的操作系统进程创建相比，缺少了哪些步骤？ 答:只是模拟的创建，并没有分配资源 2、个人总结 通过这次课程设计，加深了对操作系统的认识，了解了操作系统中进程创建的过程，对进程创建有了深入的了解，并能够用高 级语言进行模拟演示。一分耕耘，一分收获，这次的课程设计让 我受益匪浅。虽然自己所做的很少也不够完善，但毕竟也是努 力的结果。另外，使我体会最深的是：任何一门知识的掌握， 仅靠学习理论知识是远远不够的，要与实际动手操作相结合才能 达到功效。
YTP通用型微机保护测控装置使用手册V
目录1概述 (3) 1.1应用范围 (3) 1.2保护功能 (3) 1.3测量功能 (3) 1.4监视功能 (4) 1.5控制功能 (4) 1.6事件记录 (4) 1.7人机接口 (5) 1.8通信功能 (5) 2整定说明 (6) 2.1保护参数整定表 (6) 2.2设备参数整定表 (7) 2.3通讯参数整定表 (7) 3基本操作与使用 (8) 3.1装置上电 (8) 3.1.1主机模块初始化 (8) 3.1.2面板模块初始化 (8) 3.2面板操作 (8) 3.2.1面板功能 (8) 3.2.2液晶显示屏 (9) 3.2.3断路器分位/合位指示灯 (9) 3.2.4故障/告警信号指示灯 (9) 3.2.5信号复归按键 (10) 3.2.6高亮度LED发光指示灯 (10) 3.2.7液晶显示屏操作按键 (10) 3.2.8断路器分闸/合闸操作按键 (10) 3.2.9遥控/本地指示灯 (11) 3.2.10遥控/本地锁 (11) 3.3菜单操作 (12) 3.3.1开机主屏 (12) 3.3.2测量数据 (12) 3.3.3开入量状态 (12) 3.3.4记录显示 (13) 3.3.5参数设置 (13) 3.3.6设备参数 (13) 3.3.7保护功能 (14)
3.3.8时间设置 (14) 3.3.9通讯设置 (14) 4调试大纲 (15) 4.1通电前检查 (15) 4.2通电检查 (15) 4.3投运前检查 (16) 4.4投运后注意事项 (16) 4.5运行维护注意事项 (16) 5附录 (17) 5.1YT201P机械尺寸图及开孔图 (17) 5.2YT201P背面端子图 (18) 5.3YT201P典型接线图（线路保护） (19)
YT系列微机保护测控装置(V4.00)
第一章 YT系列微机保护测控装置简介 一、概述 历经多年在微机保护测控领域的研究和创新，英特电力依靠其不断积累的专业经验，推出配备梯形图可编程首创技术的YT系列微机保护测控。它所具有的强大、灵活的保护和控制可编程能力，可最大限度的满足用户的要求，改变了以往微机保护装置型号繁杂、备品备件困难的局面。不仅如此，英特电力运用各种尖端技术来装备此系列产品，使其各项性能指标均达到国内一流水准。随着YT系列产品的推出，它必将在21世纪的微机保护领域中开创一个新时代。 YT系列产品： ※ YT201P：通用型微机保护测控装置 ※ YT201P1：变压器差动保护装置 ※ YT201P2：变压器高后备保护测控装置 ※ YT201P3：电动机差动保护装置 ※ YT201P4：电压互感器保护测控装置 ※ YT201P5：公共信息测控装置 ※ YT-CM：通信管理装置 二、主要特点 2.1 集保护、测量、监视、控制、人机接口、通信等多种功能于一体，同时融入了先进的软件 二次设计思想；专门针对开关柜进行“单元化”设计，简化了开关柜二次设计和施工，代 替了各种常规继电器和测量仪表，节省了大量的安装空间和控制电缆。 2.2 配备保护和控制可编程功能，采用电气工作人员熟悉的梯形图（LAD）编程，真正意义上 实现可编程功能，符合IEC1131-3标准；通用性强，内置保护库，用户可根据运行需要选配相应保护，减少装置类型和备品备件。 2.3 以DSP数字信号处理器为核心，具有先进内核结构、高速运算能力和实时信号处理等优良 特性，过去由于CPU性能等因素而无法实现的保护算法可轻松实现。 2.4 通信 2.4.1 采用DeviceNet（CAN）现场总线，保证信息传输的实时性和可靠性，最高速率达1Mbps， 最长距离达10km，一条总线最多允许挂接110个设备。 2.4.2 通过专用的通信转换模块或YT-CM通信管理装置，YT系列产品可与其它系统进行网络互 联，支持多种物理传输媒介（如双绞线、同轴电缆、光纤、无线等），支持多种通信方 式（如RS485、RS422、RS232、USB、TCP/IP等），支持多种通信规约（如MODBUS、部版 CDT、IEC870-5-103等），以构成各种连接方式和地理跨度的网络系统。 2.4.3将所有运行信息实时发送到上一级SCADA系统，包括遥测、遥信、保护定值、系统参数 等。 2.4.4 能接收上一级SCADA系统下发的各种遥控、遥调和保护定值整定、保护投退、系统参数 修改等命令，实现变电站无人值守方案。 2.5 全封闭金属机箱，防水，防尘，并具有很强的抗静电、抗电磁干扰和抗机械振动能力；既 可分散式就地安装在开关柜上，也可集中组屏安装；装置设计新颖，结构合理，便于安装、配线和调试。 2.6 表面贴工艺，重要器件（如电源模块、互感器、继电器、液晶显示屏、接线端子等）均采 用国内外知名企业的成熟产品，平均无故障时间达100,000小时。 2.7 完善的自检能力，发现装置异常能自动告警；具有自保护能力，有效防止接线错误或非正 常运行引起的装置永久性损坏；免维护设计，无需在现场调整采样精度，测量精度不会因 为环境改变和长期运行引起误差增大。 2.8 断路器操作回路具有交直流通用的硬件防跳闭锁模块，分/合闸操作电流大小不影响模块 正常工作。强化的断路器操作管理功能，对各种运行方式的变电站、配电站均能适用。
微机原理-循环设计实验报告(免费)
一、实验目的 1、掌握循环程序的设计方法。 2、掌握比较指令、转移指令和循环指令的使用方法。 3、进一步掌握调试工具的使用方法。 二、实验预习要求 1、复习比较指令、条件转移指令和循环指令。 2、复习循环程序的结构、循环控制方法等知识。 3、读懂“实验内容”中给出的将十进制数转换为二进制数以及将二进制数转换为十进制数的程序。 4、根据“实验内容”中给出的流程图和程序框架编写源程序，以便上机调试。 5、从“实验习题”中任选一道题目，编写源程序，以便上机调试。 三、实验内容 计算1+2+……n=?，其中n通过键盘输入。要求在屏幕上提供如下信息：Please input a number(1 627): ；出现此信息后通过键盘输入一个小于628的无符号整数 1+2+…..n=sum ；其中n为用户输入的数，sum为所求的累加和程序运行情况如下图所示（说明：图中所运行程序允许累加和不大于一个32 位二进制数所能表 示的范围）。 1、编程指导 （1）键盘输入的 十进制数如 368在计算机 中是以33H， 36H，38H形式 存放的，如何 将它们转换为一个二进制数101110000B，以便对累加循环的循环次数进行控制是本程序首先要解决的问题。将键盘输入的十进制数转换为二进制数的程序清单如下： DATA SEGMENT INF1 DB "Please input a number (0-65535):$" IBUF DB 7,0,6 DUP(?) DATA ENDS CODE SEGMENT ASSUME CS: CODE, DS:DATA START: MOV AX, DATA MOV DS, AX MOV DX, OFFSET INF1 MOV AH, 09H INT 21H MOV DX, OFFSET IBUF ；键入一个十进制数（<65535）
微机线路保护测控装置AM5-F
微机线路保护测控装置AM5-F 安科瑞徐孝峰 江苏安科瑞电器制造有限公司江苏江阴214405 1概述 M系列可编程型微机保护测控装置采用大容量、资源冗余设计，适用于35kV及以下的电压等级电网的保护、控制、测量和监视，可配置为线路、电容器、电动机、进线互投（贯通线备投）等不同回路提供保护功能的数字微机继电保护控制装置。它可用于不同的主接线方式，如单母线、双母线及多母线接线等方式，也支持不同类型的电网，如中性点不接地系统、经消弧线圈接地系统和小电阻接地系统。--微机线路保护测控装置AM5-F 应用行业：广泛应用于电力、化工、国防、建材、市政、学校、医院、建筑、交通、冶金等行业。 2产品特点 高可靠性设计 本产品全部采用工业级元器件，所有与外界的连接都做了充分的电气隔离，内置抗雷击保护电路和电源滤波器。专业的EMC设计，对装置输入电源、模拟和数字电源进行实时的监测，保证了其运行的可靠性。 强大的逻辑可编程 通过逻辑元件的组合，同一台装置可设计成为实现不同保护功能的综合保护装置。 灵活方便的接线方式 其输入的交流电压可接相电压、线电压、零序电压或是不平衡电压，适应各种PT接线方式。 高精度的测量和计量 保护CT和测量CT分开输入，保证了测量精度和高可靠性要求。采用频率跟踪技术，实时的检测系统的频率变化，实时的调整数据的采样时间间隔，能保证在基频偏离工频50Hz很大的情况下准确计算出当时系统的基频分量，谐波分量和零序分量。 故障录波 在每个采样点对所有交流输入量、状态量、开出量和保护模块进行实时的采集并记录。 保护定值切换 可通过面板和通讯方式进行切换，组别切换功能使其快速方便地适应多种运行方式。 通讯功能 以太网通讯规约：Modbus；TCP/IP。不同的通讯口可设不同的通讯规约，可以同时运行。 断电保持功能 间隙中断条件下，100ms内电源失电，装置不失电。电源失电50ms后，装置产生失电SOE（事件记录），并保存重要数据。 3功能配置 相瞬时速断电流保护；相限时速断电流保护；相过电流保护；相反时限过流保护；零序定时限一段、二段保护；过电压告警；过电压跳闸；三相一次重合闸；合闸后加速；控制回路断线告警；非电量保护；PT断线告警；负序定时限过流一段；负序定时限过流二段；堵转保护；启动时间过长保护；过热告警保护；过热跳闸保护；零序过压保护；不平衡电压、电流保护；低电压保护；失压重启动保护。
微机保护测控装置
微机保护测控装置 一、微机保护装置特点 1）维护调试方便 2）可靠性高 3）动作正确率高 4) 易于获得各种附加功能 5）保护性能容易得到改善 6）使用灵活、方便 7）具有远方监控特性 二、微机线路保护硬件结构 1、硬件软件结构 ①微机保护硬件分为：人机接口、保护； ②微机保护软件分为：接口软件、保护软件； ③保护软件三种工作状态：运行、调试、不对应状态； ④实时性：在限定的时间内对外来事件能够及时作出迅速反应的性； ⑤微机保护算法主要考虑：计算机精度和速度； 2、继电保护的基本结构大致上可以分为三部分： ①信息获取与初步加工；②信息的综合、分析与逻辑加工、决断；③决断结果的执行 3、微机保护装置实质是一种依靠单片微机智能地实现保护功能的工业控制装置：
①信号输入回路（模拟量、开关量）；②单片微机统；③人机接口部分； ④输出通道回路；⑤电源 4、微机保护装置输入信号主要有两类：开关量、模拟信号； 5、目前微机保护的数据采集系统主要有两种方案： ①采用逐次逼近原理的A/D芯片构成的数据采集系统 ②采用VFC芯片构成的积分式数据采集系统 6、变换器：电流变换器（TA），电压变换器（TV），电抗变换器（TL） 7、采样保持器的作用： ①对各个电气量实现同步采样；②在模数变换过程中输入的模拟量保持不变； ③实现阻抗变换； 8、微型计算机中的总线通常分为： ①地址总线（AB）；②数据总线（DB）；③控制总线（CB） 三、电力变压器微机线路保护 1、比率制动式差动保护的基本概念：比率制动式差动保护的动作电流是随外部短路电流按比率增大，既能保证外部短路不误动，又能保证内部短路有效高的灵敏度； 2、二次谐波制动原理： 在变压器励磁涌流中含有大量的二次谐波分量，一般占基波分量的40%以上。利用差电流中二次谐波所占的比率作为制动系数，可以鉴别变压器空载合闸时的励磁涌流，从而防止变压器空载合闸时保护的误动。 3、变压器零序保护 主变零序保护适用于110KV及以上电压等级的变压器。主变零序保护由主变零序电流、主变零序电压、主变间隙零序电流元件构成，根据不同的主变接地方式分别设置如下三种保护形式： ①中性点直接按接地保护方式 ②中性点不接地保护方式 ③中性点经间隙接地保护方式 4、在放电间隙放电时。应避免放电时间过长。为此对于这种接地式应装设专门的反应间隙放电电流的零序电流保护，其任务是即时切除变压器，防止间隙长时间放电
计算机测控技术》综合复习资料
《计算机测控技术》综合复习资料 一.填空题 1.请在下图(典型的计算机控制系统的结构图)中方框内填入合适的内容，并将各个信号放在正确的 位置 A．DAC B. ADC C.检测装置 D.计算机 E.执行机构 F.被控对象 I.偏差e II. 被控量c III.给定值r IV.控制量u 方框中依次填B、D、A、F、C、E 乘号左侧填III，右侧填I，下侧填II，最右侧的箭头上填IV 2.采样保持器可实现以下功能：在采样时，其输出离散输入；而在保持状态时，输出值连 续。 3.相对于传统模拟控制系统，计算机控制系统是使用数字计算机替代传统控制系统中的 模拟调节器。 4.过程通道是计算机控制系统的重要组成部分，根据信号的方向和形式，过程通道可分为模拟量 输入通道、模拟量输出通道、数字量输入通道、数字量输出通道四种类型。 5．PC-6313 多功能模入模出接口卡基址选择DIP开关位置如下图所示：，则基址为0310H （用十六进制表示）。 6.计算机控制系统的监控过程包括以下三个步骤：监控、发现、报告。 二.问答题 1.请叙述模拟量输入通道的组成及各部分的作用。 答：（1）传感器：将其他信号转换成易检测、易传输、易处理的电流或者电压信号。 （2）量程放大器：放大由传感器传出的微弱的电信号。 （3）低通滤波器：过滤掉高频信号 （4）多路开关：控制信号传输 （P123页） （5）采样保持电路：采样，保持 （6）A/D转换器：将模拟量转换成数字量 2.在数据采样系统中，是不是所有的输入通道都需要加采样保持器？为什么？ 答：不是，对于输入信号变化很慢，如温度信号；或者A/D转换时间较快，使得在A/D转换期间输入信号变化很小，在允许的A/D转换精度内，就不必再选用采样保持器。
计算机测控系统的设计与实现
计算机测控系统的设计与实现 1 计算机测控系统的发展历程及其定义 在现代工业控制领域，计算机以其无以伦比的运算能力，数据处理分析能力，在测控系统中起到了很大了作用，测控系统的发展经历了五个阶段： 测控系统的发展 在20世纪50年代，测控系统处于自动测量、人工控制阶段，整个系统结构简单，操作灵活，但由人工操作，速度受到了限制，不能同时控制多个对象。 在20世纪60年代，采用电动单元组合式仪表测控系统，测控系统处于模拟式控制阶段，系统的控制精度和速度都有了提高，但抗干扰的能力比较差，且对操作人员的经验要求比较高。 直到20世纪70年代到20世纪80年代，出现的计算机集中测控系统以及分布式测控系统，才使得人类在控制领域实现了一次巨大的飞跃。 计算机测控系统的发展 首先，在60年代末期，出现了用一台计算机代替多个调节控制回路的测控系统，就是直接数字测控系统，它的特点是控制集中，便于运算的集中处理，然而这种系统的危险性过于集中，可靠性不强。 随着70年代，电子技术的飞速发展，由美国Honeywell公司推出了以微处理器为基础的总体分散型测控系统，它的含义是集中管理，分散控制，所以又称为集散测控系统。 分布式测控系统是在集散测控系统的基础上，随着生产发展的需要而产生的新一代测控系统，分布式测控系统更强调各子系统之间的协作，有明确的分解策略和算法。 因此，计算机测控系统就是应用计算机参与控制并借助一些辅助部件与被控对象联系，以达到一定控制目的所构成的系统 2 计算机测控系统的组成
测量设备计算机主控器执行机构 人机界面通讯模块 图1 测控系统的组成 计算机测控系统的组成如图1所示，包括计算机主控器、测量设备、执行机构、人机界面或通讯模块所组成。 测量设备 测量设备的主要作用就是向计算机主控器输入数据。一般来说，是利用传感装置将被控对象中的物理参数，如：温度、压力、液位、速度。转换为电量，如电压，电流，再将这些电量送人到输入装置中，转换为计算机可以识别的数字量， 执行机构 执行机构（例如：调节阀、电动机）接收主控器的控制信号，输出动作，完成控制目的。 人机界面 计算机系统人机界面是系统和用户进行交互和信息交换的媒介，它实现信息内部形式与人类可接受形式之间的转换。人机界面一般而言分为基于窗体的界面和基于web 的界面，基于窗体的界面它的基本特点是对动作的反应十分灵敏，能够及时响应，它是由内部的CPU 处理数据。而基于web 的界面是一个轻量型的界面，它是由远程服务器处理数据。 通讯模块 通讯模块就是通过网络，远程通信。它是计算机主控器与通讯网络之间的连接器，它可以为计算机主控器传递不同的讯号。 总而言之，一个测控系统，核心是主控器，必须有输入输出，一般而言还有人机界面或通讯模块，目的在于数据收集，参数控制。 3 主控器 主控器的结构
微机8086课程设计实验报告 网工1502
课程设计说明书 课程名称：《微机原理及接口技术》课程设计 设计题目：定时与计数：利用8253控制扬声器发声，播放一段音乐班级：网络工程1502 姓名：潘万丁 开始时间：＿2018＿＿＿＿＿年＿01＿＿＿月＿15＿＿＿日 完成时间：＿2018＿＿＿＿＿年＿01＿＿＿月＿19＿＿＿日 成绩评定 指导教师签名： ＿＿＿年＿＿月＿＿日
目录 摘要 随着科技的高速发展，计算机已经经过了好几代的更新，然而计算机的运行的基本原理依然没有改变的。而今，我们通过一个学期的学习，已经初步了解了计算机的基本结构和原理，并且已经学会了用汇编语言进行基本的程序编写。 一、概述 汇编语言是计算机能够提供给用户使用的最快而有效的语言，也是能够利用计算机所有特性并能直接控制硬件的唯一语言。借助于汇编程序，计算机本身可以自动地把汇编源程序翻译成用机器语言表示的目的程序，从而实现了程序设计工作的部分自动化。而本次课程设计的主要目的就是巩固所学过的知识，用汇编语言熟练地运用三大结构，进一步掌握一些指令的功能、掌握子程序的定义及调用和INT 21H、INT10H中断的使用，同时熟练运用通用寄存器和堆栈来进行编写一个完整的具有某种特定功能的程序。 二、方案设计 1．功能分析 在此次设计中，第一个重点就是音乐播放的控制，要想能按照正常的频率和节拍播放出音乐，就需要合理的设计出给蜂鸣器的频率值和播放的时间。这样就能比较准确的把音乐按一定的节奏播放出来。如果我们要想加快播放速度，我们可以改变每一节拍的播放时间，如果我们改变了播放的频率值，那么歌曲也就相应的改变了。 我们根据上面的功能分析，同时通过查阅相关资料，了解了计算机的内部结构的同时还清楚的理解了DOS中的21H和10H中断的调用，因此我们设计出如下方案： （1）音乐的代码化 我们首先收集了一首简单的歌曲《两只老虎》，同时还带有相应的音谱，通过查阅相关的音乐资料，了解了节拍的概念和各音符所对应的频率，而后我们把每一首歌曲都转化成两个数据段，一个是把各个音符翻译成相应的频率值，第二是把相应的节拍转化成对应的时间值，来控制播放每一个音符所对应的时间。这样我们在播放歌曲时，同时调用频率值和时间值就可以把相应的歌曲播放出来了。（2）音乐演奏的硬件配合 我们了解到在计算机的主板上有8253、8255和蜂鸣器，同时了解到蜂鸣器的驱动是通过8255和8253共同控制的，我们通过对8253的通道2进行写数据来控制蜂鸣器的声音频率，再通过8255来控制播放时间的长短，就通过这样的巧妙配合来达到播放完整音乐的效果。 （3）音乐演奏的软件设计 软件设计是本设计的重点，在软件设计中，我们要给8253和8255写数据，执行相应的代码来控制音乐的播放。 三、软件设计
NR_610微机保护测控装置V2.01说明书
用户必读 感您使用中国?南宏电力科技生产的NR－610微机综合保护装置。在安装和使用本列产品前，请您注意以下提示： ?在您收到产品后，请核对与您所订购的型号、规格是否相符，产品的额定工作电压、额定电流是否符合使用要求； ?请检查产品是否存在损伤，所配套的说明书、出厂检验报告、合格证、接线端子台及安装附件是否齐全； ?在安装、调试前请仔细阅读本说明书，并按照说明书的相关描述进行测试、安装和操作； ?该产品由电子器件构成，为防止装置损坏，严禁私自拆卸装置插件及带电插拔外部接线端子； ?请使用合格的测试仪器和设备对装置进行试验和检测； ?该产品在测试和使用时，接地端子（E03）及外壳要可靠接地； ?产品安装完毕后，请仔细检查接线，确定正确后方可通电调试，以免造成产品的损坏； ?本产品出厂时的密码是：0000，此密码可在“定值整定→系统设置”菜单中修改，修改后请注意保存，以免遗失； ?不可在产品运行状态下进行传动试验或修改保护定值的操作； ?定值整定时要“先整定定值,后投入保护功能”以免造成误动作。
目录 一概述............................................................................... - 1 -1.1适用围.. (1) 1.2装置功能配置 (1) 二、技术参数 .......................................................................... - 4 - 2.1工作环境条件 (4) 2.2额定电气参数 (5) 2.3主要技术指标 (5) 三、保护动作原理 ...................................................................... - 8 - 四、结构和开孔尺寸 ................................................................... - 12 - 五、背板接线端子定义.................................................................. - 14 - 六、操作指南 ......................................................................... - 15 - 6.1面板说明 (15) 6.2主菜单 (17) 6.3采样数据 (17) 6.4定值整定 (20) 6.5时钟 (20)
奥鹏15春中国石油大学《计算机测控技术》第一阶段在线作业答案
奥鹏15春中国石油大学《计算机测控技术》第一阶段在线作业答案 答案见最后 单选题 (共15道题) 1.（ 2.5分）计算机系统的软件组成有系统软件、支持软件( )。 A、应用软件 B、操作系统 C、诊断程序 D、引导系统 2.（2.5分）计算机控制系统控制过程的主要步骤有实时数据处理、实时控制决策、 ( ) 三部分组成。 A、检测变送 B、数据存储 C、实时控制及输出 3.（2.5分） CIMS系统的四个主要功能系统为： ( ) 、管理信息系统、质量控制系统、动态监控系统 A、生产自动化系统 B、网络系统 C、数据库系统 4.（2.5分） CIMS系统的两个功能支撑系统为：( )、数据库管理系统。 A、生产自动化系统 B、计算机网络 C、质量控制系统 D、动动态监控系统 5.（2.5分）工业控制机的总线结构分为-内部总线、（）。 A、PC总线 B、外部总线 C、串行总线 D、并行总线 6.（2.5分）要求8251工作在异步方式，波特率因子是16，数据位7位，奇校验，1位停止位，则8251工作方式控制字是 A、11001101B B、01001111B C、10100101B D、00110000B 7.（2.5分） ()组件是组态软件的核心和引擎。 A、控制功能组件 B、实时数据库 C、图形界面系统 8.（2.5分）当前集散控制系统有两个重要的发展方向，向上发展，即向()发展。 A、计算机集成制造系统(CIMS) B、FCS
C、DDC D、PLC 9.（2.5分）当前集散控制系统有两个重要的发展方向，一个方向是向下发展，即向()发展。 A、现场总线控制系统（FCS） B、CIMS C、PLC D、CIMS 10.（2.5分）集散控制系统(DCS)亦称 A、现场总线控制系统（FCS） B、分布式控制系统 11.（2.5分）现场总线协议应用层又分为 ( ) 、现场总线报文子层（FMS）两个子层。 A、通信层 B、数据存储层 C、现场总线访问子层（FAS） 12.（2.5分） FF总线中现场访问子层的三种虚拟关系为：发布者/接收者、客户/服务器、 ( ) 。 A、虚电路 B、报告分发 C、通信栈 13.（2.5分）现场总线的核心为( ) 。 A、智能装置 B、总线协议 C、网络 14.（2.5分）现场总线通讯协议模型为 ( ) A、IEC61158协议模型 B、TCP/IP C、OSI 15.（2.5分）现场总线协议的三个基本要素为底层协议、上层协议、 ( ) 。 A、协议模型 B、网络标准 C、行规 多选题 (共15道题) 收起 16.（2.5分）计算机系统的硬件组成有 A、控制对象 B、输入输出通道 C、数字控制器 D、测量变送环节 E、执行机构 17.（2.5分）计算机控制系统按控制系统的功能及结构特点分类为计算机巡回检测和操作指导系统、直接数字控制系统、 ( )6种主要类型。 A、集散控制系统 B、现场总线控制系统系统 C、监督控制系统 D、计算机集成制造系统 E、智能控制系统 18.（2.5分）工业控制机的总线结构外部总线有 A、RS-232C B、PCI104