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[摘要]：电力系统对变压器微机模拟信号的采集，目前对于温度、直流量等数据还采用直流方式，通过不同的变送器完成采集工作，以实现测量的准确性。本文通过对采集方法的分析，推进交流采集方式的运用，达到一定的效果。
[关健词]：模拟量数据采集变送器
中图分类号：C37 文献标识码：A 文章编号：
变电站微机监控系统中模拟量的采集是至关重要的一个环节，它的主要功能是完成各路进线、出线、各主变所有电气量的实时采集，其中包括各段母线电压、线路电压、电流，无功功率，有功功率，变压器电流以及频率、相位、功率因素等。另外，少数非电量，如变压器温度、气体保护等各种运行参数。
模拟量的采集有直流和交流两种形式，通过变送器完成数据采集任务。
1直流采集方法
直流采集是将外部信号，如交流电压、电流，经变送器转换成适合数据采集单元处理的直流电压信号后再接入数据采集单元。
下面分别简要介绍各种类型变送器：
1.1交流电流、电压变送器
将被测交流电流、电压变换为与其成线性比例的直流电流或直流电压。被测信号经输出互感器耦合送入整流滤波电路，转换为单向脉动电流，经有源滤波输出一个稳定的直流信号。补偿电路用于补偿小信号时互感器铁心磁化曲线的非线性影响和改善整机温度特性。电流、电压变送器还有有效值变送器、峰值变送器、超低频电流、电压变送器和展开式电压变送器。变送器的作用原理如下图1
1.2直流电流、电压变送器
将各种幅值的直流电流、电压变换成标准的直流电流或电压。
直流电压变送器：被测直流电压经分压器输入到自激振荡调制式放大器后得到直流电压或电流信号输出。直流电压变送器的作用原理如下图2
直流电流变送器：被测直流电流通过直流毫伏级放大器放大，再输出给直流电压变送器。直流电流变送器的作用原理如下图3
1.3频率变送器
将被测信号频率与所选择的中心频率频差转换成与其成线性比例的直流输出电流或电压。被测信号经互感器耦合，输入到整形倍频电路变换成矩形波，该信号与晶体振荡器产生的标准信号一起加到鉴频电路，再经滤波、放大，在输出端得到一个与被测信号频率和所选中心频率差值成线性比例的稳定的电流或电压输出。
频率变送器一般有两种输出形式，一种以被测信号频率偏离中心频率的负向额定偏差对应直流输出的零位，正向额定偏差对应直流输出的满度值；另一种以被测信号的中心频率对应于直流输出的零位，以被测信号频率偏离中心频率的正向和负向额定偏差对应于直流输出的正、负满度值。频率变送器的作用原理如下图4
1.4相位角变送器
将两个同频率、同类波形信号之间的相位角转换成与其成线性比例的直流输出电流或电压。采用鉴相式原理。有单相和三相之分。此外，有的相位角变送器还可以测两个同频电压之间的相位角，可用于线路并网的同步监测。相位角变送器的作用原理如下图5
1.5有功功率、无功功率变换
将被测有功、无功功率变换成与其成线性比例的直流电流或直流电压。输入电压的瞬时值与对应的输入电流的瞬时值由时分割乘法器实现连续相乘，所得到的瞬时乘积经有源滤波器进行积分运算和线性放大，输出与被测功率成线性比例的直流电流或电压。可采用多种原理实现，如霍尔器件、集成乘法器、磁饱和振荡器等。频率变送器的作用原理如下图6
1.6温度变送器
温度变送器通过输出0～5V或4～20mA直流量接入监控系统或综合自动化系统，测控装置直接接入温度测控回路，并传送至综合自动化系统，监控系统或综合自动化系统将数据进行编码后上送至主站，主站经过系数转换实现油温测量数据显示。
直流数据采集方法的优缺点：
优点：程序简单，其技术相对简单。
缺点：相应时间长，可达几百ms,变送器数量多，必须1：1配置，费用较高，维护工作量大。
2.交流采集方法
交流采集直接从输电线路、变压器等设备的电压互感器TV或电流互感器TA上交流采样，通过DSP得出电流、电压的数字波形，经过分析计算，可以得出各相电功率、相电压的基波和谐波的有效值（均方根值），以及有功、无功、电压等量的实时数据，还可进一步计算出功率因素、频率、零序、负序参数等值，并和有关的输入/输出触点一道输入变电站综合自动化系统中。
外部电流及电压经隔离互感器隔离变换后输入，经低通滤波器输入至模数变送器，CPU采样后对数字进行处理，构成各种保护继电器，并计算各种遥测量。
优点：速度快，硬件设备少，占地少，方便可靠，为综合自动化所广泛采用。
缺点：程序及技术设计复杂，公用性地转换元件若损坏，则影响面较大。
3交流采集与直流采集的优劣区别
交流采集是直接将二次回路的TA、TV接入采集单元进行数据处理，消除了变送器转换环节，减少了故障点、提高了可靠性、采集数据类型丰富、提高了无功数据的准确性、节省了投资和运行维护的工作量。
直流采集具有稳定性、可维护、配置简单、容易掌握等优点。但随着交流采集技术的发展，暴露出直流采样变送器单一、不可编程扩展功能的缺点，数据开发和深度挖掘基本不可能，可观测性差，维护环节多。
作者简介：黃曦（1968—）女，成都电业局，电力工程师，电力工程技术专责。
研究方向：电力综合自动化采集
参考文献
［1］ 变电站综合自动化实用技术问答．北京：中国电力出版社，2007
［2］ 变电站综合自动化实用技术1000问．北京：中国电力出版社，2008
［3］有载分接开关的应用．北京：中国电力出版社，2003
[关健词]：模拟量数据采集变送器
中图分类号：C37 文献标识码：A 文章编号：
变电站微机监控系统中模拟量的采集是至关重要的一个环节，它的主要功能是完成各路进线、出线、各主变所有电气量的实时采集，其中包括各段母线电压、线路电压、电流，无功功率，有功功率，变压器电流以及频率、相位、功率因素等。另外，少数非电量，如变压器温度、气体保护等各种运行参数。
模拟量的采集有直流和交流两种形式，通过变送器完成数据采集任务。
1直流采集方法
直流采集是将外部信号，如交流电压、电流，经变送器转换成适合数据采集单元处理的直流电压信号后再接入数据采集单元。
下面分别简要介绍各种类型变送器：
1.1交流电流、电压变送器
将被测交流电流、电压变换为与其成线性比例的直流电流或直流电压。被测信号经输出互感器耦合送入整流滤波电路，转换为单向脉动电流，经有源滤波输出一个稳定的直流信号。补偿电路用于补偿小信号时互感器铁心磁化曲线的非线性影响和改善整机温度特性。电流、电压变送器还有有效值变送器、峰值变送器、超低频电流、电压变送器和展开式电压变送器。变送器的作用原理如下图1
1.2直流电流、电压变送器
将各种幅值的直流电流、电压变换成标准的直流电流或电压。
直流电压变送器：被测直流电压经分压器输入到自激振荡调制式放大器后得到直流电压或电流信号输出。直流电压变送器的作用原理如下图2
直流电流变送器：被测直流电流通过直流毫伏级放大器放大，再输出给直流电压变送器。直流电流变送器的作用原理如下图3
1.3频率变送器
将被测信号频率与所选择的中心频率频差转换成与其成线性比例的直流输出电流或电压。被测信号经互感器耦合，输入到整形倍频电路变换成矩形波，该信号与晶体振荡器产生的标准信号一起加到鉴频电路，再经滤波、放大，在输出端得到一个与被测信号频率和所选中心频率差值成线性比例的稳定的电流或电压输出。
频率变送器一般有两种输出形式，一种以被测信号频率偏离中心频率的负向额定偏差对应直流输出的零位，正向额定偏差对应直流输出的满度值；另一种以被测信号的中心频率对应于直流输出的零位，以被测信号频率偏离中心频率的正向和负向额定偏差对应于直流输出的正、负满度值。频率变送器的作用原理如下图4
1.4相位角变送器
将两个同频率、同类波形信号之间的相位角转换成与其成线性比例的直流输出电流或电压。采用鉴相式原理。有单相和三相之分。此外，有的相位角变送器还可以测两个同频电压之间的相位角，可用于线路并网的同步监测。相位角变送器的作用原理如下图5
1.5有功功率、无功功率变换
将被测有功、无功功率变换成与其成线性比例的直流电流或直流电压。输入电压的瞬时值与对应的输入电流的瞬时值由时分割乘法器实现连续相乘，所得到的瞬时乘积经有源滤波器进行积分运算和线性放大，输出与被测功率成线性比例的直流电流或电压。可采用多种原理实现，如霍尔器件、集成乘法器、磁饱和振荡器等。频率变送器的作用原理如下图6
1.6温度变送器
温度变送器通过输出0～5V或4～20mA直流量接入监控系统或综合自动化系统，测控装置直接接入温度测控回路，并传送至综合自动化系统，监控系统或综合自动化系统将数据进行编码后上送至主站，主站经过系数转换实现油温测量数据显示。
直流数据采集方法的优缺点：
优点：程序简单，其技术相对简单。
缺点：相应时间长，可达几百ms,变送器数量多，必须1：1配置，费用较高，维护工作量大。
2.交流采集方法
交流采集直接从输电线路、变压器等设备的电压互感器TV或电流互感器TA上交流采样，通过DSP得出电流、电压的数字波形，经过分析计算，可以得出各相电功率、相电压的基波和谐波的有效值（均方根值），以及有功、无功、电压等量的实时数据，还可进一步计算出功率因素、频率、零序、负序参数等值，并和有关的输入/输出触点一道输入变电站综合自动化系统中。
外部电流及电压经隔离互感器隔离变换后输入，经低通滤波器输入至模数变送器，CPU采样后对数字进行处理，构成各种保护继电器，并计算各种遥测量。
优点：速度快，硬件设备少，占地少，方便可靠，为综合自动化所广泛采用。
缺点：程序及技术设计复杂，公用性地转换元件若损坏，则影响面较大。
3交流采集与直流采集的优劣区别
交流采集是直接将二次回路的TA、TV接入采集单元进行数据处理，消除了变送器转换环节，减少了故障点、提高了可靠性、采集数据类型丰富、提高了无功数据的准确性、节省了投资和运行维护的工作量。
直流采集具有稳定性、可维护、配置简单、容易掌握等优点。但随着交流采集技术的发展，暴露出直流采样变送器单一、不可编程扩展功能的缺点，数据开发和深度挖掘基本不可能，可观测性差，维护环节多。
作者简介：黃曦（1968—）女，成都电业局，电力工程师，电力工程技术专责。
研究方向：电力综合自动化采集
参考文献
［1］ 变电站综合自动化实用技术问答．北京：中国电力出版社，2007
［2］ 变电站综合自动化实用技术1000问．北京：中国电力出版社，2008
［3］有载分接开关的应用．北京：中国电力出版社，2003