配电自动化远动终端FTU交流采样通道地设计.doc

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1、《配电网自动化技术》课程设计任务书题目配电自动化远动终端FTU交流采样通道的设计学生屈璟学号5专业班级电气1002班设计容与要求1．背景FTU是配电自动化系统的重要设备，在配电自动化系统中得到了广泛的应用。交流采样通道是FTU的重要部分。FTU交流采样通道采样的电气量为：测量2个电压：、，输入交流电压有效值0～220V.测量3个电流、、，输入交流电流有效值0～5A.保护电流,交流有效值0～100A精度指标为：电压电流的采样精度：±0.5%有功无功的采样精度:±1%故障电流检测围：0A~100A；故障电流精度：3％；交流电压：连续工作120%额定电压；交流电流：200%连续

2、工作，1000%额定电流，可持续1秒2．设计要求（1）熟悉电力系统交流采样电路的工作原理。（2）熟悉FTU的功能和性能。（3）通过互联网查询选择各类器件。（4）掌握器件的性能参数。3．设计容根据以上的电气量和电气量的指标设计FTU交流采样通道电路。（1）计算性能指标。（2）设计电路。（3）根据计算的性能指标，选择元器件。（4）交流采样算法的和程序框图。（5）撰写设计报告起止时间2013年12月23日至2013年1月2日指导教师签名年月日系（教研室）主任签名年月日学生签名年月日目录课程设计任务书……………………………………………………………………1容与要求………………………

3、…………………………………………………3设计原理及整体思路………………………………………………………………31、交流采样通道的组成……………………………………………………32、交流采样电路部分原理…………………………………………………4设计详情………………………………………………………………………………71、器件的选择…………………………………………………………………82、交流采样算法……………………………………………………………123、交流采样流程图…………………………………………………………13课程设计总结………………………………………………………………………13参考

4、文献……………………………………………………………………………14一、容与要求1.FTU（FeederTerminalUnit）馈线终端单元是配电自动化系统的重要设备，可以实现馈线段的模拟，信号的测量控制。在配电自动化系统中得到了广泛的应用。而交流采样通道是FTU的重要部分。2.要求FTU交流采样通道采样的电气量为：测量2个电压：、，输入围交流有效值0～220V.测量3个电流、、，输入围交流有效值0～5A.保护电流,交流有效值0～100A精度指标为：电压电流的采样精度：±0.5%有功无功的采样精度:±1%故障电流检测围：0A～100A；故障电流精度：3％交流电压：连续工作

5、120%额定电压交流电流：200%连续工作，1000%额定电流，可持续1秒根据以上的电气量和电气量的指标设计FTU交流采样通道电路。（1）计算性能指标。（2）设计电路。（3）根据计算的性能指标，选择元器件。（4）交流采样算法和程序框图。（5）撰写课程设计。二、设计原理及整体思路交流采样是将连续变化量离散化，用一定的算法号进行对离散的时间信分析，计算出所需信息。可以直接对交流电流、电压波形进行采样，因此，对于被测电量的波形可以进行分析，实时性好。对于有功功率、无功功率可通过采取的u、i值进行计算求得。一般处理方法是将连续时间的信号的一个周期T分为N个等分点，每隔T/N时间进

6、行一次采样，将得到离散时间信号，把这些采样值存放在存储器中，用软件处理可得到参数。1.交流采样通道的构成及原理图在IED中，交流采样通道由中间电压、电流互感器，滤波器、多路模拟开关、采样保持器，A/D转换，微处理器，频率跟踪电路等组成。原理图如下：模拟量采样通道（交流采样）信号：交流采样的信号取自一次互感器的二次回路，电压信号的额定值为100V(有效值)或100/V，电流信号的额定值为5A(1A)，一般将电压电流通过二次互感器变为3.53V、7.07V的交流电压。滤波：电气量包含一定的谐波成份，为了使采样值符合耐奎斯特采样定理，一般装置设置低通滤波器，截止频率按照工程要求

7、决定，4倍以上截止频率。多路模拟开关：根据开关的地址选通一路，从多路开关输出。采样保持：A/D转换器，实现A/D转换需要一定的时间，采样保持器是在逻辑电平的控制下，使其处于采样或保持状态。A/D实现模数转换。微处理器。频率跟踪电路。2.交流采样电路部分原理(1)二次互感器：外部电路和部电路的隔离，外部信号和部信号的匹配。(2)滤波环节：二次互感器，输出0-±5V的变化的模拟量，为了消除高频干扰和提高后续采样处理的精度，用低通滤波器对二次互感器的输出信号进行滤波处理，滤去高频部分，提高采样精度。作为浪涌过电压的保护。用有源器件实