基于單片機(jī)的電流互感器試驗(yàn)臺系統(tǒng)設(shè)計

胡廣鵬

摘要：本系統(tǒng)設(shè)計以單片機(jī)技術(shù)為核心，采用結(jié)構(gòu)模塊化設(shè)計，包括數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、顯示模塊、存儲模塊和打印模塊。具有通用化程度高，操作簡便等優(yōu)點(diǎn)，有很高的使用價值。

關(guān)鍵詞：單片機(jī);電流互感器;系統(tǒng)設(shè)計

中圖分類號：TM452 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-9416（2018）11-0023-01

0 引言

電流互感器是電力系統(tǒng)中廣泛采用的電流傳感及變送設(shè)備，它將高壓大電流變成低壓的標(biāo)準(zhǔn)信號，傳送給二次設(shè)備進(jìn)行測量、控制和保護(hù)。其精度和可靠性與電力系統(tǒng)的安全、可靠、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行密切相關(guān)[1]。如果發(fā)生故障，將給電網(wǎng)和大型用電設(shè)備帶來巨大損失。本試驗(yàn)臺可對電流互感器的比差、角差進(jìn)行測量。系統(tǒng)以單片機(jī)為核心，通過智能測量技術(shù)對電流互感器的比差、角差參數(shù)進(jìn)行測試和校核。系統(tǒng)采用電流法測量電流互感器，是一種理想的測量方法，用標(biāo)準(zhǔn)互感器測量的值與被測互感器的測量值進(jìn)行比較，從而判斷被測互感器是否合格[2]。一般情況下，標(biāo)準(zhǔn)互感器的精度等級至少要高于互感器的精度等級兩級。目前基本采用該傳統(tǒng)方法對電流互感器進(jìn)行比差、角差測量，較其他方法成熟，可靠性好，測量精度較高，容易實(shí)現(xiàn)。

1 系統(tǒng)硬件構(gòu)成

本系統(tǒng)采用LJD-51單片機(jī)控制板是以89C51處理器為核心，將常用外圍電路集成在一個電路板上，具有豐富的外設(shè)接口，可以使用戶在初期設(shè)計時省去許多硬件麻煩，可以專注于軟件開發(fā)，經(jīng)濟(jì)性較好。LJD-51單片機(jī)控制板具有存儲擴(kuò)展功能，采用雙向總線驅(qū)動器74LS245作數(shù)據(jù)總線驅(qū)動，擴(kuò)展了一個可編程I/O并行口擴(kuò)展集成電路8255A擴(kuò)展3個8位24I/O口，另外還擴(kuò)充了16路帶隔離的I/O口，一個標(biāo)準(zhǔn)時鐘電路DS12C887，具備自帶鋰電池年、月、日、時、分、秒 、星期、潤年、自動運(yùn)行，用戶只需設(shè)置初值或讀取時鐘即可，A/D轉(zhuǎn)換電路用高速AD574轉(zhuǎn)換器，可以采樣0-10V、0-20V、-5V-+5V、-10V-+10V的信號LF398為采樣保持器，采樣中斷為INT1（P3.3）需要外接-12V，+12V或者-15V，15V。標(biāo)準(zhǔn)RS232、RS485串行口和26線標(biāo)準(zhǔn)微打印接口，一個20線接口的LCD液晶顯示接口，可接各種字符、點(diǎn)陣、圖形的液晶顯示板等，滿足系統(tǒng)基本使用要求。

系統(tǒng)硬件主要有標(biāo)準(zhǔn)電流互感器、柱式接觸調(diào)壓器、升流器、步進(jìn)電動機(jī)、步進(jìn)電動機(jī)驅(qū)動器、單片機(jī)控制板、繼電器、交流接觸器、螺旋式熔斷器、顯示器、斷路器、開關(guān)電源、按鈕、轉(zhuǎn)換開關(guān)、指示燈、角差測量電路板等構(gòu)成。硬件系統(tǒng)框圖如圖1所示，角差測量電路板電路原理圖如圖2所示。

2 系統(tǒng)軟件設(shè)計

根據(jù)電流互感器比差、角差測量需要，系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計思路，模塊化編程。系統(tǒng)初始化后，自檢合格，接收到數(shù)據(jù)采集指令，采集數(shù)據(jù)并進(jìn)行分析，獲得相應(yīng)的比差值，并能夠顯示，同時將采集數(shù)據(jù)和分析數(shù)據(jù)進(jìn)行外接USB設(shè)備存儲，用于試驗(yàn)數(shù)據(jù)保存與后期詳細(xì)分析，可對沒有標(biāo)識的電流互感器進(jìn)行比差、角測量也可進(jìn)行定性測量。系統(tǒng)軟件流程圖如圖3所示。

3 結(jié)語

本試驗(yàn)臺在傳統(tǒng)試驗(yàn)方法的基礎(chǔ)上進(jìn)行了一些改進(jìn)，系統(tǒng)采用集成單片機(jī)控制板，使電流互感器比差、角差測量系統(tǒng)開發(fā)難度降低、提高了精度、數(shù)字化顯示、安全可靠、操作簡便。通過實(shí)際應(yīng)用，充分證明其性能可靠、準(zhǔn)確度高、安全、可靠，可為電流互感器檢測提供保障，具有很高的使用價值。

參考文獻(xiàn)

[1]趙修民，測量用電流互感器[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1996.

[2]呂德意.電流互感器比差及角差的試驗(yàn)方法及要求[J].科技與創(chuàng)新，2015（15）：7+16.

Design of Current Transformer Test-bed System Based on Single Chip Microcomputer

HU Guang-peng

（Baiyin Institute of Mining and? Metallurgy ， Baiyin Gansu? 730900）

Abstract：The system is designed with single chip technology as the core， using modular structure design， including data acquisition， data processing， display module， storage module and printing module. The utility model has the advantages of high generalization degree， simple operation， etc.， and has high application value.

Key words：single chip computer; current transformer; system design