在電力系統(tǒng)中，發(fā)電機(jī)在并入電網(wǎng)后，需要對發(fā)電機(jī)輸出電壓、電流、功率等電氣參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測。在準(zhǔn)確檢測的基礎(chǔ)上，電力工作人員才可以依據(jù)這些參數(shù)對發(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。
過去，要實(shí)時測量這些參數(shù)又要保持較高的精度，確實(shí)是很難做到的。就算是利用價格昂貴的專業(yè)測量儀器，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，所以工作過程時常伴隨一定的危險性。
隨著電子技術(shù)、信息處理技術(shù)的研究和發(fā)展，電子計算機(jī)應(yīng)用的越來越廣泛和大規(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器件體積，降低了其成本，減小了時間的滯后，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)過程，同時也促進(jìn)了電力生產(chǎn)與使用的調(diào)度管理全面實(shí)現(xiàn)自動化，為達(dá)到無人值班或少人值班創(chuàng)造了條件。例如電力工作人員，在對電氣參數(shù)的快速準(zhǔn)確的在線實(shí)時監(jiān)測時，工作人員無需親自在現(xiàn)場，這為工作人員的安全提供了可靠的保障，同時也提高了工作效率。
這種設(shè)計就是為了對發(fā)電機(jī)之電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測，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)時地捕捉到，供電力工作人員掌握和使用。工作人員無須親自到測量現(xiàn)場，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)計思路
關(guān)于設(shè)計思路，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，為后面其它部分儲備服務(wù)。
2、變化處理部分。這一部分是對接觸采集部分所送出的信號進(jìn)行各種變化處理、加工、制作。例如對信號進(jìn)行濾波、整流、模/數(shù)轉(zhuǎn)換等。經(jīng)過的變化部分的處理，使之變?yōu)橐恍┖虾跣枰臄?shù)字參數(shù)信號進(jìn)而輸出，以利于后面部分對信號進(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)行變化處理過的信號送入單片機(jī)進(jìn)行進(jìn)一步的處理，以保證其參數(shù)為下一步的識別和利用。
4、單片機(jī)部分。這一部分與監(jiān)測控制中心相連，是對第二部分輸出的數(shù)字信號進(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)計依據(jù)
1、模塊要求。本模塊是采集并輸出可以直觀識別被采集對象中人們所需要的某些參數(shù)信號，無論這中間經(jīng)過多少環(huán)節(jié)的變化，在如此變換中必須真實(shí)地從信號參數(shù)采集源點(diǎn)把所需的信息通過其載體傳輸?shù)捷敵龆耍麄€過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)鬏斝盘柕哪芰?，還需要具有在外界各種干擾情況下能夠提取信號中所包含的有用信息的能力。
2、系統(tǒng)要求。在設(shè)計之前，還需要對系統(tǒng)要求作具體的了解和分析。①被采集對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被采集對象的變化情況以及動態(tài)準(zhǔn)確度要求；⑤被采集對象的有關(guān)性質(zhì)；⑥使用環(huán)境、濕度、溫度及氣壓等。
三、設(shè)計過程
1、方案選擇。為了設(shè)計一個正確而科學(xué)的系統(tǒng)，首先要選擇一個好的方案，因此在設(shè)計之前，要提出多種可能的方案；然后要進(jìn)行理論論證和比較；后選擇一個好方案（當(dāng)然還要經(jīng)過實(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。各個環(huán)節(jié)的設(shè)計是在系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式確定之后，對各組成環(huán)節(jié)進(jìn)行有的放矢地設(shè)計。包括機(jī)械、電氣線路的設(shè)計和元器件的設(shè)計性選擇。
4、環(huán)節(jié)制造。在各個環(huán)節(jié)的設(shè)計理想的基礎(chǔ)上，進(jìn)而對其制造（或者叫制作），它像設(shè)計一樣包括機(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)計制造完成后，要與模擬的被采集對象相聯(lián)系并進(jìn)行總裝和調(diào)試。同時要進(jìn)行對整個系統(tǒng)的整體實(shí)驗(yàn)分析以及評估。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，在檢測的基礎(chǔ)上，電力工作人員才可以依據(jù)這些參數(shù)對發(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)計就是為了對發(fā)電機(jī)之電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測，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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