在电力系统中，变电站承担着电网运行中电能的转换、分配、控制以及管理的任务，在电网安全与系统经济运行方面发挥着至关重要的作用。为了保障整个电力系统运行的安全性、可靠性与经济性，调度监控中心必须准确地掌握整个系统的运行状态，能够及时对监测到的数据进行分析，以便快速做出正确的判断及决策。

变电站的监视控制系统完成对变电站内数据采集与控制，是变电站综合自动化的重要组成部分。而数据采集系统是变电站的监视控制系统的中心环节,也是最基础的部分，其采集量的实时性、精度与准度对配电自动化起着决定性的作用[1]。本文设计了采用DSP作为采集器系统的主要核心处理器，并在DSP内部嵌入μC/OS-II实时操作系统实现数据的同步采集和传输，较好地满足了系统高实时性和精度的要求。

1 采集器整体设计思想

采集器硬件电路的总体架构如图1所示,主要由DSP、CPLD、A/D采样保持器、外扩Flash、信号调理电路和电源等部分组成。从一次侧设备中的PT/CT采集过来的电流及电压信号[2]，通过光耦隔离进行变换后，再经过二阶滤波器进行滤波传送至A/D转换电路，A/D转换电路输出数字信号至DSP，DSP对所得到的数据进行傅里叶变换,计算出电流、电压信号量的有效值，再通过外扩的Flash存储器对采集的数据进行存储，同时送到串行缓冲器中等待合并器的读取。

2 采集器硬件电路设计

2.1 采集器信号调理部分

信号调理电路主要是对采集的数据信号进行变换和二阶低通滤波。

2.1.1 电压电流信号的电平抬升

由于从一次侧设备中的互感器副边输出的是交流信号,存在正负特性,而ADS8364模块参考电压为2.5 V，只能转化0~2.5 V范围内的电压，故交流模拟量信号在采样前需要进行信号的调理，使其波形处于0~2.5 V范围内。本文采用运算放大器实现这一部分的处理。电路如图2所示。

2.1.2 采集器前端滤波电路

将三相交流电压、电流信号经过互感器变换后的小电压、小电流信号经过二阶低通滤波器滤波，然后输出给ADS8364模数转换器。根据奈奎斯特采样定理的要求,对信号的采样速率fs要高于最高模拟信号频率fh的2倍,通过二阶低通滤波器进行滤波,截止频率为50 Hz，保证低频信号的频宽。其电路如图3所示。

2.2 ADS8364 接口电路的设计

为了满足系统实时性、高精度的设计要求，数据采集模块中A/D采样高速、多通道和同步采样非常重要。A/D转换器作为系统的核心器件,首先根据系统来选取16位低功耗的A/D转换器。因此,本系统选用ADS8364模块，能够使系统的整体性能和精度得到保证。

ADS8364接口电路的设计如图4所示，在该接口电路中，接口电路的控制器主要是LC4128V，同时也是ADS8364接口电路的核心部分。控制ADS8364来选择要转换的数据通道,产生ADS8364的片选信号、转换时钟信号、转换开始信号等是它的主要作用。当TMS320F2812写入地址202FH时，同时外部地址总线上的写信号XWE有效时,能够通过内部逻辑电路产生ADS8364模数转换器的起动信号ADCONVST，这样才能够进行转换第一个6路的模拟输入量[3]。当此6路模拟量完全转换后， A/D模数转换器接口控制芯片再次启动其他的模拟量的转换，前后两组6路转换的模拟量通过TMS320F2812处理器进行处理。

2.3 CPLD接口电路的设计

在一般情况下，利用小规模逻辑器件译码的方法不能够满足DSP系统需要的时候，DSP系统需要从外部扩展快速CPLD部件来配合使用[4]。由于CPLD具有时序严格、速度较快、可编程性好等优点，因此CPLD适合于实现译码和专门逻辑电路。

本系统采用外扩CPLD的方式来增加I/O功能，CPLD选择Lattice公司的LC4128V。LC4128是ispMACH4000中的一种,在速度和低功耗方面都具有优良的性能,其支持的I/O电压标准有三种：3.3 V、2.5 V和1.8 V。DSP与CPLD接口电路如图5所示。