今天智能電網的一大特點就是極大地增加了電網中不同智能電子器件 (IED) 之間的互聯互通。這些IED包括保護性繼電器、斷路器和遠程終端單元 (RTU)，不一而足。

    從發電到電力傳輸和配電路徑，保護性繼電器在整個電網基礎設施中都有應用。它一般是作為本地智能器件向電路斷路器發送開閉信號。保護性繼電器的基本用途是在故障發生時保護電網（及其下游設備）。保護性繼電器通過監視電網上特定線路的電流和電壓來保護電網。斷路器位于線路上。輸入保護性繼電器的一般是來自線路上傳感器的電流和電壓，以及其他來自電網通信網絡上的相關輔助設備或傳感器的任一通信信號，例如溫度和壓力傳感器發來的變壓器狀態信息。它的輸出則包括進入斷路器的信號（使其打開或關閉）和發給電網網絡的通信信號。保護性繼電器檢測到一個故障時，會命令斷路器打開線路，從而保護線路上所有在它之后的下游器件。在整個智能電網基礎設施中還使用了遠程終端單元，其用途是記錄與發電機、電機或變壓器等設備的健康狀態相關的參數信息。

    從自動閉環控制到用于統計的數據記錄等操作，任何控制形式的實現都需要電壓、電流或其他一系列參數的準確測量值，諸如溫度、壓力以及電源系統設備震動等。測量這些參數的方法有很多，包括直接讀數儀表和電子測量變送器。

    變送器產生一個準確的直流模擬輸出（電壓或電流），這一輸出與被測量參數相對應。變送器的輸出用途十分廣泛，從為操作員簡單顯示測量值，到幫助網絡自動化系統決定控制策略。多功能保護性繼電器和RTU也產生模擬輸出，可以將諸如電能的任一參數傳送給普通RTU或保護性繼電器。這些模擬輸出還為模擬儀表系統提供所需的輸入來源。基于電流的輸入/輸出的示例可在4至20mA范圍內，或者是0至20mA區間內，甚至是+/-20mA的范圍內。基于電壓的輸入/輸出可以在0至10V或者是+/-10V范圍內。

    TI的模擬IO參考設計 (TIDA-00310) 顯示了多種電壓和電流輸入的管理方式。處理模擬輸入的一個重要方面就是準確讀取快速變化的信號的能力。為了達到這一目的，此參考設計使用運行速度能夠達到500kSPS的16位逐次逼近 (SAR) ADC，ADS8684。

    這款參考設計的另外一個有價值的方面在于其靈活性。模擬輸出既可被配置為電流輸出也可為電壓輸出。這樣就可按照需要選擇功能。此外，這款模塊與處理器的接口可由SPI端口實現。

    最后，這一解決方案還包括一個中繼驅動器，用于需要高電流驅動的解決方案。

    這個解決方案顯示出在智能電網的常見IED類型應用中，如何有效地管理不同類型的模擬輸入和輸出。此方案不但可以處理基于電流和電壓的信號，還可以通過可配置性實現靈活性。此外，這個解決方案顯示出信號檢測能夠達到的最高的準確度。

如需了解更多信息，敬請訪問：TIDA-00310