• 变电站综合自动化监控系统硬件设计研究
  • 论文关键词测控系统总线现场总线式综合自动化系统

    纸张测量和控制系统承担着变电站综合自动化系统中的测量和控制任务。随着电网电压水平的提高,变电站综合自动化不断完善测控系统。根据变电站综合自动化系统的设计思路。研究了由总线组成的新型现场总线型测控系统的硬件设计。

    一,导言

    变电站综合自动化是一种基于微处理技术,自动控制技术和远程控制技术发展的变电站自动化模式,在一定程度上使变电站二次设备运行更加合理有效。变电站综合自动化系统不仅实现了现场的监控,控制和保护。更重要的是,可以实现对站点的本地和远程监控,调整和保护。

    二,测控系统在变电站综合自动化中的作用

    (1)远程信令功能。远程信号功能通常用于测量以下信号开关的位置信号,变压器内部故障综合信号保护装置的动作信号,通信装置的运行状态信号,电压调节的分接位置信号变压器,自动调节装置的运行状态信号和其他可用的继电器。由模式输出的总信号事故信号和设备的主电源故障信号。

    ()j测试功能。遥测功能通常用于变压器的有功和无功功率采集,线路的有功功率采集,母线电压和线电流采集,温度,压力,流量采集,循环频率采集,主变压器油温采集和其他模拟信号采集。

    (3)遥控功能。远程控制功能通常用于断路器接头,电容器,电抗器开关以及可由继电器控制的其他功能。

    (4)远程调整功能。远程调节通常用于有载分接开关的分接头的上升和下降调节以及具有可通过一组继电器控制的阶梯提升功能的其他情况。

    三,测控系统硬件设计研究

    针对测量和控制单元的缺点。考虑到高压和超高压变电站的自动化特点和分站综合自动化的发展,测控单元的要求,结合电子元器件的发展,通信技术的进步和出现其他新技术,提出了新型线路测量和控制单元的模块化硬件设计。程序。

    线路单元测控装置的硬件部分主要包括80c196kc基本处理模块,电流型变压器模块,滤波放大电路,多路模拟开关,a/d转换电路,频率检测电路,远程信号输入光灾隔离电路,和远程脉冲输入。光隔离电路,控制输出继电器,双CAN总线通信模块,串行通信模块。

    (a)80c196k0

    80c196kc是第三代intel 16位MCU系列。它是使用最广泛的16位MCU,具有以下功能。1使用寄存器阵列/算术逻辑组件(ralu),取消cpu和算术逻辑运算单元(alu)的累加器(acc)的传统结构。 ooh-1ffh单元包含寄存器阵列,特殊寄存器和256字节的附加RAM。 Ooh_017h是专用寄存器区域。 018h-offh是寄存器阵列。通过ralu直接访问。 Iooh-1ffh是另外一个256字节的RAM。这些公羊可以通过“垂直寄存器窗口”结构直接访问,也可以通过ralu直接访问,从而为程序设计带来极大的便利。

    2特殊功能寄存器直接控制I/O端口,实现I/O端口的高速输入和高速输出。四个高速输入端口可记录外部事件发生时间,分辨率间隔为1微秒(时钟频率为16mhz);六个高速输出端口可以在预定时间内触发外部电路。

    三个16位定时器/计数器和四个软件定时器可以轻松为许多外部或内部事件提供定时和计数。所谓的软件定时器是编程hso,它可以在预定时间产生中断。

    4具有高速计算处理器。 80c196kc可以使用16eiz水晶。它比12mhz 90c196kb快33%,比12mhz 8096bh快1倍。

    53通道d/a转换使用脉冲宽度调制输出(pwm),调制精度为8位。输出波形是具有可变占空比的方波,并且方波可以被积分成为DC电平。其电平具有256级输出作为占空比的函数。

    6有一个16位看门狗看门狗定时器,用于监控软件是否出现故障。当系统因干扰或其他干扰而出现故障时,它可以自动重置系统。

    变电站综合自动化监控系统硬件设计研究

    7具有高速数据交换功能。支持dma(直接内存访问)数据交换和pts模式数据交换。

    (2)测量和控制单元的组成

    变电站综合自动化监控系统硬件设计研究

    80c196kc基本处理模块主要由80c196kcl6位中央处理单元,128kbyte程序存储器eprom,64kbyte数据存储器ram,16kbyte存储器eeprom和解码电路组成。电流型变压器模块完成100v,5a电压和电流信号到+2.5的转换。 ma的弱电信号由信号转换。放大滤波器成为标准信号并发送到多通道模拟开关。在cpu的控制下,顺序执行a/d开关,并且由场输入的模拟量被转换为用于cpu处理的数字量。频率检测模块将输入的AC正弦信号整形为主波信号,输入cpu的高速输入端口,测量频率并通过测量转换周期进行频率跟踪。远程信号和远程脉冲输入隔膜隔离电路完成信号转换和隔离功能,并支持220v/110v/24v直流电压信号输入。键盘显示模块提供人机交互。薄膜键盘和带背光的128 * 64点阵LCD。屏幕的一个屏幕可以显示16×8个英文字母或8×4个汉字。为了满足不同应用的需要,该设备设计有5个通信接口,其中2个是冗余设计的总线接口,用于与通信控制单元通信; 1通道光通信接口,用于与通信控制单元通信或与智能设备通信; 1个rs485接口,用于支持设备与主控单元之间的通信或与智能设备通信; l是rs232接口。用于支持设备的配置功能,所有通信接口都通过高速振膜进行光学隔离。

    继电器驱动电路采取一些保护措施,防止逻辑电路在直流电源分离时出现紊乱,导致继电器故障,并在驱动电路和继电器之间增加光电隔离,提高抗干扰能力。该器件还使用自检闭合功能和放电回路来防止硬件错误。

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