（一）保护测控装置
保护测控装置负责采集各种实时运行数据，接收并输出控制命令，主要由主CPU模块（含通信接口模块）、模拟量输入/输出模块、开关量输入/输出模块、人机接口模块、电源模块等组成 。其硬件结构如图2-21所示 。

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1.模拟量输入/输出系统
模拟量输入/输出系统包括电流、电压二次回路，具有模拟量输人变换、滤波器、采样保持器、多路转换以及模数转换（A/D）等功能 。其中采样保持电路的作用是在一个极短的时间内，测量模拟量在该时刻的瞬时值，并在A/D转换器进行转换期间内保持其输出不变 。利用采样保持电路，可以方便地对多个模拟量实现同时采样 。采样保持电路工作原理如图 2-22所示，它由一个电子模拟开关S、一个保持电容器Ch以及两个阻抗变换器组成 。模拟开关S受逻辑输入端的电平控制，该逻辑输入就是采样脉冲信号 。



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在逻辑输入为高电平时S闭合，此时电路处于采样状态 。Ch迅速充电或放电到在采样时刻的电压值Usr的闭合时间应满足使Ch有足够的充电或放电时间，即采样时间，显然采样时间越短越好 。
S打开时，电容器Ch上保持S闭合时刻的电压 。电路处于保持状态 。为了提高保持能力，电路中应 用了另-个阴抗意换婴I 。它在Ch侧早现高阳抗 。使Ch对应充放由 同感的日t间常数很大，而输出阻抗很低，以增强带负载能力 。阻抗变换器工和Ⅱ可由运算放大器构成 。
A/D转换器完成一次完整的转换需要一段时间，在这段时间内，模拟量不能变化，否则就不准确了 。必须引入采样保持电路，将瞬间采集的模拟量保持—段时间不变，以保证A/D转换的精度 。采样保持过程如图 2-23所示 。Tc称为采样脉冲宽度，Tc称为采样间隔（或称采样周期） 。由微型机控制内部的定时器产生一个等间隔的采样脉冲，用于对模找量进行定时采样，从而得到反映输入信号在采样时刻的信息，随后在一定时间内保持采样信号处干不变的状态，这样在保持阶段，无论何时进行模数转换，其转换的结果都反映了米样时亥的信息 。

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模数转换器的基本原理如图2-24所示 。以12位 A/D转换为例，并行接口 PR15～PRO 用作输出，由微机通过该口往12位 D/A转换器送数，每送一次数，微型机通过读取并行接口的PAO的状态（"1"或"0"）来观察送的12 位数相对于模拟输入量是偏大还是偏小 。如果偏大，则比较器输出"0"，否则为"1" 。通过软件，如此不断地修正送往 D/A转换器的12 位二进制数，直到找到最相近的二进制数，这个二进制数就是 A/D转换器的转换结果 。

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2.遥测量的处理
通过保护测控装置采集的数据为原始数据，这些数据要提供给电站监控人员和调度运行人员使用，还需要做一系列的处理 。
（1）滤波 。
由于变压器等非线性负荷的作用，电力系统中除了基波之外，还存在着各次谐波，这给准确地测量交流系统的各个运行参数带来了困难 。针对谐波与各种干扰的存在，在交流被测量进入测量装置时设置了模拟式滤波器，以滤除较高次的谐波 。在交流被测量经交流一周期 N次采样并通过 A/D转换后，得到N个二进制数序列，通过一定的计算滤除不需要的谐波量，最终计算出希望得到的交流量幅值和有效值 。

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