单片机在电力系统监控中的应用
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单片机在电子技术中的应用1. 引言1.1 单片机在电子技术中的应用概述在嵌入式系统中,单片机常被用于控制与监控系统,例如智能家居系统、工业自动化系统等。
通过内置的程序,单片机可以实现各种复杂的功能,提高系统的智能化和自动化水平。
在智能家居中,单片机可以实现灯光控制、智能门锁、温度调节等功能,为居民提供更加便利和舒适的生活方式。
在工业控制中,单片机的应用也非常广泛。
它可以用于控制生产线的设备、监控生产过程中的各种参数,并及时调整系统以提高生产效率。
在医疗设备中,单片机也扮演着重要角色,用于监测患者的生命体征、控制医疗设备的运行,保障患者的安全和健康。
在消费电子产品中,单片机更是无处不在。
从智能手机、平板电脑到电视机、音响设备,单片机都扮演着至关重要的角色,实现了各种功能和特性,为用户带来了更加便利和丰富的生活体验。
可以看出,单片机在电子技术中的应用已经非常广泛,未来的发展空间也十分巨大。
随着技术的不断进步和创新,单片机将会继续在各个领域发挥着重要的作用,推动电子技术的发展,为人们的生活带来更多便利和舒适。
2. 正文2.1 单片机在嵌入式系统中的应用单片机在嵌入式系统中的应用涵盖了各个领域。
在智能家居领域,单片机可以控制家居设备的开关、温度、照明等,实现智能化控制,提升生活质量。
在工业控制领域,单片机可以实现对生产线的自动化控制,提高生产效率和产品质量。
在医疗设备领域,单片机可以实现对医疗设备的监控和控制,保障病人的生命安全。
在消费电子产品领域,单片机可以实现对手机、电视、音响等设备的控制和管理,提升用户体验。
单片机在嵌入式系统中的应用不仅提高了设备的智能化水平,也提升了整个系统的稳定性和可靠性。
随着技术的不断进步,单片机在嵌入式系统中的应用将会越来越广泛,为人们的生活带来更多便利和快捷。
2.2 单片机在智能家居中的应用单片机在智能家居中的应用非常广泛。
通过单片机的控制,我们可以实现家居设备的智能化管理和控制。
浅谈电力电子技术在电力系统中的应用电力电子器件及电力电子技术在现代电网的发展中发挥着非常重要的作用。
从电力电网的发展史来看,几乎都是以电力电子器件的发展过程作为基础。
到了现在,随着计算机技术、单片机技术以及新材料、新器件的发现,电力电子技术也得到了长足的发展,计算机技术的进步和广泛应用为现代控制技术的广泛应用提供了有力的广阔的空间和有力的后盾支持。
标签:电力电子;电力系统;技术应用电力电子技术是一门系统综合化的现代化技术,主要包括半导体技术、计算机技术、自动化技术。
电力电子技术经过多年的发展和跨领域结合已经广泛应用于不同领域,其中结合了微型计算机控制技术和自动化控制技术的电力技术已经取得了显著成就。
伴随着新技术和新工艺的不断涌现,电力电子技术将会在电力系统中取得“史无前例”的成就。
电力电子技术是在半导体技术上发展而来的,电力电子技术的出现为连接强弱电构建了一座稳健的桥梁。
经过近半个世纪的发展和进步,电力电子技术应经广泛应用在人们日常生活中。
一、电力电子技术的应用对于电力系统的重要意义电力电子技术和计算机技术以及自动化控制技术密不可分,电力电子技术的应用能够提高电力系统的效率,增强控制电力系统自我控制的能力,提高电力系统的服务质量。
电力电子技术应用于电力系统主要意义在于以下几个方面:(1)提高电力系统自动智能化程度。
电力电子设备的应用为电力电子技术的发展提供了崭新的契机,同时加快了电力系统自动智能化步伐。
特别是模糊控制和智能化控制的发展为电力电子设备的发展提供了足够的助力。
(2)提高经济效益和社会效益。
电力电子技术的发展能够提高设备和系统的工作效率和能源转化效率。
此外,还能够有效降低财力和物力的支出,缩短运行周期,同时还能够提供更为放心的电力资源,赢得良好的社会效益。
(3)完善产业结构和管理形式。
电力电子系统的影响并不只是存在于技术层面,而且对电力企业的产业形式也产生了重大影响。
电力电子技术使得电力产业成为新型产业,提高企业整体的完善性。
单片机在电力系统中的应用随着科技的不断发展,单片机作为一种重要的电子元器件,逐渐应用于各个领域,其中包括电力系统。
单片机在电力系统中的应用,不仅提高了电力系统的自动化程度,还增强了其稳定性和可靠性。
本文将从电力系统监测与控制、电能质量改善等方面,探讨单片机在电力系统中的应用。
一、电力系统监测与控制单片机在电力系统监测与控制中起到了至关重要的作用。
通过使用单片机,可以实现对电力系统各个参数的实时监测和控制。
例如,通过连接传感器和单片机,可以实时监测电压、电流、功率因数等电力系统的关键参数。
通过单片机的处理和分析,可以快速响应并处理异常情况,从而保证电力系统的安全稳定运行。
同时,单片机也可以用于电力系统的自动控制。
根据预设的参数和逻辑,单片机可以实现自动化控制,如开关控制、温度控制等。
这不仅提高了电力系统的工作效率,还减轻了人工操作的负担。
二、电能质量改善电能质量是电力系统中一个重要的指标,直接影响到各种电力设备的正常运行和寿命。
而单片机作为电力系统中的控制核心,可以通过监测和控制实现电能质量的改善。
首先,单片机可以用于监测电能质量的各项指标,如电压波动、电流谐波等。
通过单片机的处理,可以对异常指标进行实时分析,并发出相应的警报或采取措施进行调整。
这有助于提前发现电能质量问题,避免设备损坏或生产中断。
其次,单片机可以用于控制电能质量问题的解决。
例如,当系统中出现电压谐波问题时,单片机可以通过控制谐波补偿装置,实时调整电压波形,以保证设备正常运行。
通过单片机的智能调节,可以有效提升电能质量。
三、智能配电控制相比传统的配电系统,利用单片机实现智能配电控制可以提高配电系统的可靠性和安全性。
单片机可以实时监测电网的负荷情况、电压情况等,并根据负荷的变化实时调整供电策略。
通过单片机的智能控制,可以实现负载均衡,确保电网各个支路的负载合理分配。
同时,单片机还可以通过智能断路器进行短路保护和过载保护,提高了配电系统的安全性。
中国电力系统继电保护技术现状探析摘要:电力系统继电保护技术对于电力系统具有至关重要的意义,对于有效保障电力系统的安全发挥着基础性作用,能有效预防电力系统的故障扩大。
随着继电保护技术的发展,借助于信息网络技术,电力系统继电保护日益呈现智能化的发展趋势。
简述了电力系统继电保护技术的发展概况,浅析了电力系统继电保护技术的应用现状,探究了电力系统继电保护技术的更新要求,以期为我国电力系统继电保护技术的应用提供借鉴。
关键词:电力系统;继电保护技术;应用现状;探析1电力系统继电保护技术发展的现状伴随着经济的进步,我国电力系统得到不断地完善和发展,电力系统继电保护技术也因此得到了一定程度的发展,在实际发展建设过程中,电力系统继电保护技术与该系统的安全性和可靠性有直接关系。
信息技术、电子技术和通信技术的发展为电力系统继电保护技术提供了新的动力。
下文对继电保护的发展状况做了简单总结。
继电保护装置最早的发展阶段以熔断器为主,这种保护形式至今仍在众多领域应用。
伴随着电力系统的发展,容电器很难满足现代化电力系统高精度和断流能力的实际需求,一旦出现停电问题将很难恢复供电,仅仅凭借熔断器保护电力系统不能满足快速发展的电力系统的实际需求。
因此,19世纪研究人员将熔断器保护作用于断路器,这种保护方式也历经了较长的发展时期。
继电保护装置是保护电力系统安全有效运行的重要设备,该设备必须同时满足选择性、速动性、可靠性和灵敏性四个特征。
为了满足以上要求,该领域学者开始研究晶体管继电保护装置,到20世纪80年代后期,集成电路静态继电保护技术已经成熟,并在该领域发挥着至关重要的作用。
2电力系统继电保护技术应用现状电力系统继电保护技术的应用基础是,深入考察电力系统的实际需求,对继电保护装置进行科学、合理的设备选型。
要确保选择的继电保护装置能实现对继电保护功能的充分发挥和继电保护任务的良好完成,通过继电保护装置,要实现对电力系统运行动态的实时监测,实现对电力系统运行故障的自动切除等[1]。
单片机与智能电力系统的应用随着科技的不断进步,智能电力系统在实现电力自动化和智能化方面发挥着重要作用。
而在这一过程中,单片机作为一种重要的控制器件,也逐渐成为智能电力系统中不可或缺的一部分。
本文将从单片机与智能电力系统的基本原理、实际应用以及未来发展趋势三个方面介绍单片机在智能电力系统中的应用。
一、单片机与智能电力系统的基本原理单片机是一种具有微型计算机功能的集成电路芯片,它主要由中央处理器、存储器、输入输出接口、时钟电路和外围设备等组成。
智能电力系统则是通过各种传感器、控制器和监视器等设备,实现对电力系统各个环节的精确控制和监测的系统。
在智能电力系统中,单片机作为控制器件,负责实时监测、控制和调度电力系统的各个环节。
二、单片机在智能电力系统中的实际应用1. 监测与控制系统单片机根据电力系统的工作状态和各个环节的实时数据,通过传感器和控制器进行信息的采集和处理,从而实现对电力系统的实时监测和控制。
通过单片机的高性能计算和快速响应能力,可以实现对电力系统中各个关键参数的精确测量和控制。
2. 节能与优化调度系统单片机可以通过对电力系统中能量消耗和供给的监测,对电力系统进行优化调度,实现节能效果。
通过单片机实时调整电力系统的工作参数,如电压、频率等,以减少损耗和浪费,并提高电力系统的运行效率。
3. 故障诊断与维护系统单片机可以对电力系统中故障的出现进行诊断和分析,并及时采取措施进行修复。
通过单片机的数据分析和故障判别,可以大大提高电力系统的可靠性和维护效率,最大程度地避免电力系统的故障和事故。
三、单片机与智能电力系统的未来发展趋势随着科技的不断进步,单片机在智能电力系统中的应用也将不断创新和发展。
未来,单片机将更加注重与其他智能设备的互联互通,实现更高效的电力系统控制与监测。
同时,单片机的性能将进一步提升,使其在处理更复杂的电力系统问题时能更加准确和快速地做出响应。
此外,单片机在智能电力系统中的应用还将拓展到更广泛的领域,如可再生能源的开发和利用等。
单片机在电力电子技术中的应用随着科技的发展和进步,单片机在电力电子技术中的应用越来越广泛。
单片机是一种集成电路,具有微型计算机的功能,可用于控制和监测电力电子设备的运行。
本文将重点探讨单片机在电力电子技术中的应用,并介绍其中的一些典型案例。
一、电力电子技术概述电力电子技术是一门研究利用电力进行能量转换和控制的学科。
它广泛应用于电力系统、电动机驱动、电力调制与控制等领域。
其中,单片机作为一种重要的控制元件,在电力电子技术中起着至关重要的作用。
二、单片机在电力系统中的应用1. 功率因数校正功率因数校正是电力系统中的一项重要任务,它可以提高电力系统的能效。
单片机可以通过对电网电压和电流进行检测和控制来实现功率因数校正。
通过编程调整激励装置的控制信号,可以实现电路中功率因数的调整和优化。
2. 变频调速变频调速技术广泛应用于电机驱动系统中,可以实现电机的无级调速,提高电机的运行效率。
单片机可以通过测量电机转速和加载情况,控制逆变器进行频率和幅值的调节,从而实现电机的变频调速。
3. 电力逆变电力逆变是将直流电转换为交流电的过程,被广泛应用于太阳能、风能等可再生能源的利用中。
单片机可以通过对电流和电压进行监测和控制,实现稳定的电力逆变输出。
三、单片机在电动机驱动中的应用1. 闭环控制单片机可用于电动机的闭环控制,通过检测电机的运行状态和负载情况,并对电机的控制信号进行调整,实现电动机的精确控制和调速。
2. 电流保护单片机可以实现对电动机的电流进行监测和保护。
当电机的电流超过设定值时,单片机将自动切断电源,避免电动机过载和损坏。
3. 位置控制单片机还可以用于电动机的位置控制。
通过编程设定电动机的目标位置和速度,并对电机的运行状态进行实时监测和控制,可以实现电动机的精确位置控制。
四、单片机在电力调制与控制中的应用1. 直流稳压器单片机可以用于直流稳压器的控制。
通过对电压和电流的监测和反馈控制,单片机可以实现对直流稳压器的输出电压的精确调节和稳定控制。
单片机在智能电力系统中的创新应用随着科技的不断发展,智能电力系统已经开始在许多国家得到广泛应用,以提高电网的效率、可靠性和安全性。
而单片机作为一种重要的电子组件,具有体积小、功耗低、集成度高等优势,已经成为智能电力系统中创新应用的重要工具。
本文将探讨单片机在智能电力系统中的创新应用,并分析其优势和潜在的发展方向。
一、单片机在智能电力系统的监测与控制中的应用智能电力系统需要对电网中各个节点的状态进行监测与控制,以实现电网的自动化运行。
而单片机可以通过具备的高精度模拟输入输出、驱动能力强等特点,实现对电力系统的各项参数进行实时监测和控制。
例如,可以利用单片机对电力系统中的电流、电压等参数进行采集和处理,实现对电网的实时监测和故障诊断。
同时,利用单片机的强大计算能力,可以实现电力系统的自动控制,通过对电压稳定器等设备的控制,使电网运行更加稳定、安全。
二、单片机在智能电力系统的优化调度中的应用智能电力系统的优化调度是指对电力系统中的各种资源进行科学合理的配置和调度,以提高电网的效率和可靠性。
而单片机在优化调度中的应用主要体现在两个方面:一是通过对电力系统中各种设备的数据采集和处理,实现对电网负荷的预测和优化调度。
二是通过单片机的通信接口,实现对电力系统中各种设备的远程监控和控制,以实现电力系统的自动化管理。
例如,利用单片机的串口通信功能,可以实现对电网中的远程终端管理,实现对电力系统中的设备进行远程控制和监测,提高电力系统的运行效率和可靠性。
三、单片机在智能电力系统的安全保护中的应用智能电力系统的安全保护是智能电力系统中非常重要的一部分。
而单片机在安全保护中的应用主要体现在对电力系统中各种设备的监控和保护。
例如,可以利用单片机对电力系统中的电流、电压等参数进行实时监测和处理,当电网中发生故障时,能够迅速做出相应的响应。
同时,单片机还可以通过与其他智能设备的通信,实现对电力系统中各种设备的保护,例如对电网中的继电器进行控制,以保证电网的安全运行。
列举单片机的应用领域单片机是一种集成度较高的微型计算机系统,具有体积小、功耗低、成本低等优点。
它被广泛应用于各个领域,下面将列举一些常见的单片机应用领域。
1. 家电控制:单片机在家电领域的应用非常广泛,例如空调、洗衣机、电视等家电产品中都采用了单片机控制系统。
单片机可以实现对家电设备的控制和调节,提高了设备的智能化程度和用户体验。
2. 智能交通:单片机在智能交通系统中起着至关重要的作用。
例如,交通信号灯控制、车牌识别、智能停车场管理等都需要单片机来完成。
单片机的高度集成和快速响应能力,使得智能交通系统能够更加高效、安全地运行。
3. 工业自动化:单片机在工业自动化领域的应用非常广泛。
例如,生产线上的自动化控制、温湿度检测与控制、流量控制等都需要单片机来进行精确的控制和监测。
单片机的稳定性和可靠性,使得工业自动化系统能够高效运行,并提高生产效率。
4. 医疗设备:单片机在医疗设备中扮演着重要的角色。
例如,血压计、心电图仪、血糖仪等医疗设备中都采用了单片机来进行数据处理和显示。
单片机的精确度和实时性能,使得医疗设备能够准确地监测和诊断患者的身体状况。
5. 智能家居:随着智能家居的兴起,单片机在智能家居系统中发挥着重要的作用。
例如,智能门锁、智能家居中控系统、智能家电等都需要单片机来实现智能化的控制和管理。
单片机的小巧和低功耗,使得智能家居系统能够更加智能、高效地运行。
6. 电力系统:单片机在电力系统中有着广泛的应用,例如电能表、电力监控系统等。
单片机可以实现电能的计量和监测,提高电力系统的安全性和稳定性。
单片机的高性能和低功耗,使得电力系统能够更加高效地运行。
7. 农业领域:单片机在农业领域的应用也逐渐增多。
例如,自动灌溉系统、温室控制系统等都需要单片机来进行控制和监测。
单片机的高精度和高可靠性,使得农业生产能够更加智能化和高效化。
8. 智能安防:单片机在智能安防领域的应用也相当广泛。
例如,智能门禁系统、视频监控系统等都采用了单片机来实现智能化的控制和管理。
基于单片机控制的高压直流电源系统设计王文宸发表时间:2018-06-04T10:47:02.350Z 来源:《电力设备》2018年第2期作者:王文宸[导读] 摘要:本课题所设计的高压直流电源系统采用STC89C52单片机作为控制核心,系统使用220V/50HZ交流电作为输入,首先经过整流电路对交流电进行整流,继而进行简单的LC滤波;滤波完成后,经过斩波电路进行调压,其中斩波电路的MOS管导通受到单片机输出PWM信号的控制,这也就实现了PWM对输出电压的控制;斩波电路的输出连接的是有4个IGBT的全桥逆变电路,将直流电压逆变成交流方波,并经过高频变压器升(北京市京电博源供用电工程安装有限公司北京 102200)摘要:本课题所设计的高压直流电源系统采用STC89C52单片机作为控制核心,系统使用220V/50HZ交流电作为输入,首先经过整流电路对交流电进行整流,继而进行简单的LC滤波;滤波完成后,经过斩波电路进行调压,其中斩波电路的MOS管导通受到单片机输出PWM信号的控制,这也就实现了PWM对输出电压的控制;斩波电路的输出连接的是有4个IGBT的全桥逆变电路,将直流电压逆变成交流方波,并经过高频变压器升压至KV级别;变压器的输出连接整流倍压电路,将信号变成40KV的直流电压输出。
此外,系统还设计了采样电路,将对输出电压进行采样,并反馈给单片机,单片机根据反馈信号控制斩波电路的输出,最终实现整个系统的闭环控制。
经实验验证,本系统提出的高压直流电源系统具有高效、可靠、便携等特点。
关键词:斩波电路;倍压整流;稳压电源 1 绪论1.1 选题背景与意义高压直流电源在诸多方面都有深入的应用。
首先在农业上,例如农业生物静电效应研究、静电喷雾杀虫、静电杀菌、农业环境静电除尘、农业种子静电处理等等。
其次,在电力高新技术上,在电力系统中广泛用于高压电气设备的直流耐压和泄漏试验;在特殊行业其也有广泛的应用。
缩减电源的开关体积能够使其占领更大的市场份额,无论是使用功效上还是方便程度上比之前的传统电源有了不可比拟的优势,尤其是对某几种高科技技术方面,对此类改进后的电源应用程度越来越高。
单片机在电力系统监控中的应用
来源:中国测控网作者:周加品余楚中周立波
目前,在作为微机保护心脏的微处理器中,一般采用高性能单片机(如Intel公司的87C196CB,87C196CB,78C196NT),数字信号处理器DSP(如TI公司的TMS320F2812)和可编程逻辑器件PLD(如Xilinx公司的XC9572)等来提高继电保护的处理速度,但是,随着继电保护向着多功能、智能化、可视化的方向发展,上述几种单一的芯片已经不能完全满足这些要求,如使用多种通信方式去实现组网调度。
在本文中将介绍一种新型嵌入式微处理器MCF5282以及由它设计出的嵌入式主模板,能够满足多种通信方式的要求,而且其处理速度和实现多通道交直流采样的精度比起上述三类芯片都要高得多,其实时性也更完美。
1 MCF5282微处理器的主要特点
MCF5282微处理器是迄今为止Motorola推出的最高集成度的ColdFir系列32位处理器,内含有2KB的高速缓冲存储器Cache、64KB的随机存储器RAM和512KB的闪存Flash,其I/O口总数达到152个,它还采用智能DigitalDNA技术,在66MHz下工作速度为
59Dhrystone2.1 MIPS。
此外,MCF5282微处理器还具有新型设备。
快速以太网媒体存取控制(MAC),支持100 Mbps MII,10 Mbps MII和10 Mbps7线实际接口,它使以太网连接从板级扩展到芯片级,这是MCF5282区别于其他类型处理器的特色之一。
QSPI模块,提供带有序列传输性能的串行外围接口。
3个通用异步串行接口模块UART。
I2C系统总线模块。
CAN2.0B标准接口模块。
4个32位的DMA定时/计数器、8个16位通用定时/计数器,4个周期中断定时/计数器。
8路10位A/D转换器模块(QADC)。
DMA控制模块、可对8位、16位、32位的数据进行操作。
2个中断控制模块、每个中断控制模块可管理7级中断,每级又有9个中断源,共可管理126个中断源。
带冲突检测的复位控制模块。
电源管理模块(PWW)共有四种运行模式:Run,Wait,Doze和Stop。
2 微机保护装置的嵌入式主模板
2.1 微机保护装置的工作原理
由待保护系统送来的电流电压信号,经电流电压互感器变换后产生低电压信号(±10V内)送入主模板,主模板内的MCF522微处理器运行片内的保护软件,进行信号采样,完成各种数值运算、分析及处理,从而确定待保护系统的运行状态,如有故障,则由MCF5282经输出模板发出跳闸动作信号,达到保护系统的目的,同时,由各种通信方式保护动作信息送入管理模板和上位机,记录、保存数据并报警,完成微机保护装置的工作过程。
2.2 MCF5282构成的嵌入式主模板
笔者在设计110kV高电压的微机保护装置中,选择以MCF5282为核心,构成嵌入式硬件主模板,它主要由数据采样、存储器,开关量输入输出,通信以及串行时钟和E2PROM 等电路组成,如图1所示。
以下将对MCF5282与各个部分的连接及工作原理加以叙述。
2.2.1 MCF5282电路
为提高主模板的可靠性,应尽量减少MC5282的外围器件,设计MCF5282以单片方式运行,MCF5282采用I/O端口或功能端口,与外部进行信息交换,系统的复位电路采用带电源监视的复位电路芯片IMP706R,在装置上电,电源电压异常,手动复位和程序运行混乱或超时而产生"死锁"时可使系统复位,其电路如图2所示。
2.2.2 存储器和数据采样电路
存储器选用2片FM18L08,数据采样选用AD976A,两种器件的数据线、地址线共用,控制线除片选线外,其他线共用,如图3所示,MCF5282微处理器中的软件以I/O端口方式操作这些信号线。
FM18L08是采用先进的铁电技术制造的32KB非易失性铁电随机存储器FRAM,其数据掉电后可以保存10年之久。
它的高速写操作以及擦写次数多使得它比其他非易失性存储器具有更高的优势。
FM18L08与MCF5282的连接如图3所示,2片FM18L08采用并联的方式构成32K×16位的存储器,它可以进行8位和16位的数据操作,MCF5282片内已有64KB的随机存储器,足以存放嵌入式系统中软件处理的各种数据,扩展FM18L08的主要目的是实现数据滤波和动作参数的存放。
MCF5282中有8路10位队列式A/D转换器模块(QADC),但其路数和精度均达不到要求,因此采用了2片美信公司的16选1模拟电子开关芯片MAX306与AD976A构成的 31路16位、信号范围为±10V的数据采集电路。
AD976A是ADI公司生产的模数转换器,其分辨率为16位,最高采样速率可达到200ksps,它是采用电荷重分布技术的逐次逼近型模数转换器,其结构比传统逼近型ADC简单,且不再需要完整的模数转换器作为核心,由于电容网络直接使用电荷作为转换参量,而且这些电容已经达到了采样电容的作用,因而不必另加采样保持器,从而大大简化了前置电路,在滤波电路中,直流信号分别采用传统的RC和RLC滤波电路进行滤波。
2.2.3 开关量输入输出电路
MCF5282主模板设计了34路的开关量信号输入和17路开关输出信号,每一路开关量输入均通过光隔芯片TLP521,再到达MCF5282的I/O端口,控制软件由MCF5282的I/O 口送出输出信号,经过74LVXC3245和ULN2004两级驱动器,控制输出模板中的继电器,如图4所示。
2.2.4 通信电路
根据MCF5282微处理器的通信端口,设计了以太网、CAN、RS-232和RS-485通信的外围电路,构成多种通信方式与上位机系统和管理模块进行信息交流。
CAN、RS-232和RS-485通信的收发器分别使用PCA82C250、MAX3232和MAX485,为了提高通信质量,中间用光电隔离器件6N137进行隔离,为了满足高端用户的需要,设计有以太网通信,外围起动芯片选用VT6103芯片。
2.2.5 串行时钟和E2PROM电路
笔者选择1片I2C总线接口的时钟芯片PCF8563和1片I2C总线接口存储器芯片24LC256,它们都挂接在MCF5282微处理器的I2C总线上,如图5所示,PCF8563是Philips
公司设计生产的工业级实时时钟芯片,具有功耗低,精度高的特点,使嵌入式系统的硬件主模板有长时期稳定的时间信号,24LC256是一个256KB的串行E2PROM,可用电擦除,主要作用是存放嵌入式系统的软件在运行过程中所需要的重要参数,例如保护定值等。
3 软件实现
软件程序的整体结构主要包括主程序、采样中断服务程序和故障处理程序,正常运行主程序,每周期(正弦波)采样24点,每执行一次采样中断服务程序并判断相电流差突变量启动元件DI1是否动作,如果DI1不动作,采样中断程序执行完后,正常返回主程序;如果DI1动作,采样中断程序执行完后,转入执行故障处理程序,完成相应保护功能,直到整组复归,返回正常运行的主程序,程序流程如图6所示。
4 小结
本文介绍了利用微处理器MCF5282构成的嵌入式保护装置的主模块及其与外围电路的连接,由于此模块中采样电路是多通道高速采样,所以要合理地设计参考电压VREF。
在设计PCB板时,要注意合理布局和设置良好的静电屏蔽,以防电磁干扰问题,另外,在开关量输入、输出控制以及各种控制信号线中,可根据PCB布线的远近,灵活选择MCF528的I/O 口,决不拘泥于某种固定的连接方式,这也是选用MCF5282处理器的原因之一。
将上述设计的嵌入式主板外加其他模板可配置成具有母线保护、线路保护、发电机保护和变压器保护功能的微机保护装置,此保护装置已运用于实际的电力监控中(110KV),如发电机组、变电站和铁路线上,且运行效果良好。