浅谈测控基于单片机供电测控装置设计结论

论文导读：态等参数。档供电回路出现故障时及时作出保护。也可数据远传便于远程测控。本装置具有体积小，耗电少，连线简单，功能强，工作可靠等特点。1系统总体方案设计本装置主要由AT89C52单片机作为主控芯片，通过电压传感器，电流传感器等将电参量经信号调整电路送入A/D转换单元，将模拟量转换为数字量信号供单片机作为数据计
摘要 为保证煤矿供电系统的可靠性，设计了一种基于单片机的煤矿井下供电测控装置。本测控装置主要监测煤矿井下变电站6kV的高压供电回路。本装置完全独立于原有供电回路，无论本监控装置出现什么故障，也不影响正常供电。但如果监测到高压回路出现故障，本装置可以及时作出相应的动作保护。
关键词 供电系统；测控装置；动作保护
A 文章编号 1674-6708（2013）84-0143-01
0 引言
本装置的作用是在高压配电开关内部，采集系统需要的电压、电流、温度、真空开关的分、合状态等参数。
档供电回路出现故障时及时作出保护。也可数据远传便于远程测控。本装置具有体积小，耗电少，连线简单，功能强，工作可靠等特点。
1 系统总体方案设计
本装置主要由AT89C52单片机作为主控芯片，通过电压传感器，电流传感器等将电参量经信号调整电路送入A/D转换单元，将模拟量转换为数字量信号供单片机作为数据计算依据。通过软件编程实现对电信号的处理和数据远传。
本装置也可以作为上位机监控系统的数据采集器该装置可安装于现有的高压真空配电装置内，通过单片机的异步串行通信口可与其上一级变电所分站通信传递数据，这样的优点是设计灵活，如可将电压、电流、过流的电流等需要整定的数值放到地面主控计算机中随时设置，具有更高的通用性。
本测控装置配有液晶显示和键盘输入，方便控制参数的现场设置。
图1测控装置电气结构图
2 系统硬件设计

2.1 前端采样电路设计

本设计需要采集三相电压电流信号，分别有三个精密电压互感器和电流互感器作为信号采集元件，信号采集后经半波整定，滤波等相关处理电路进行信号处理最终将调整好的电流信号和电压信号数据送入A/D转换单元。采样电路如图所示：
图2 电压前端采样电路图 图3 电流前端采样电路图

2.2 开关量输入输出电路设计

本测控装置需要检测外部设备的通断状态以及输出相应的控制开关量信号来处理故障时的触点通断。因此本装置设计了相应的开关量输入输出电路。
开关量输入信号主要由光耦组成。外部开关量经10K电阻送入光耦的发射部分，当开关量闭合，光耦的发光二极管点亮，这样接收管部分通过1.2K上拉电阻将低电平信号送给单片机的P1.0引脚。当单片机检测到此引脚为低电平时，则可判断开关量闭合。
开关量信号的输出主要通过单片机输出控制信号经光耦隔离来驱动继电器吸合。本设计由中由单片机引脚P2.0连接非门并与P2.1一起讲信号送入与非门作为光耦的逻辑驱动。当单片机引脚P2.1输出1时，P2.0输出1时，此时光耦的发光二级管不工作，即继电器不能导通。
当P2.0输出为0时，发光二级管发光，接收管接收到光信号后导通，此时大电流流过继电器的线圈产生相应的磁力将继电器的衔铁吸合。此时开关将闭合。
继电器将外部设备的电路连接，使其工作。此种工作方式可以通过逻辑对比，可靠地通过光电耦合器对继电器进行控制从而达到控制外部电路的合闸与分闸。
3 软件设计
本测源于：毕业www.7ctime.com
控装置的软件设计流程主要为：系统初始化完毕以后，MCU进入循环等待中断的过程，由中断服务子程序实现一些基本功能，中断服务子程序主要包括：时钟中断子程序、电参数处理子程序、外部报警中断子程序、通讯处理子程序等。当有故障数据出现时，通过计算对故障信息进行分析处理，发出相应的控制命令。
4 结论
本文采用单片机设计的测控系统对煤矿井下高压供电回路进行相应的电参量数据进行采集和保护。
当供电回路发生故障时能够及时作出相应的开关动作，避免供电事故的发生。此装置也可将故障数据远传给井上供电监控系统，提高供电监控系统的可靠性。
参考文献
杨世海，程彦华.电测仪表及其应用[M].北京：中国电力出版社，2009.
朱金英.关于多功能电参数测量仪的检测方法[J].云南大学学报：自然科学版，2009，31（2）：313-316.