淺析低壓數(shù)字繼電器的設(shè)計及實現(xiàn)

淺析低壓數(shù)字繼電器的設(shè)計及實現(xiàn)
摘　要：介紹了電力監(jiān)測中智能監(jiān)控系統(tǒng)的模型設(shè)計。此監(jiān)測系統(tǒng)采用單片機實現(xiàn)電力參數(shù)的交流采樣。系統(tǒng)對來自電流互感器和電壓互感器電力信號進行實時處理。該裝置主要用于低壓系統(tǒng)的繼電保護，集綜合測量、顯示功能于一體，可組成功能完善的計算機電能管理網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。給出了低壓數(shù)字繼電器的詳細(xì)設(shè)計方案及其硬件和軟件上的實現(xiàn)。
關(guān)鍵詞：低壓　 數(shù)字繼電器　設(shè)計　 1 引言
在低壓電力系統(tǒng)中，涉及測量、計量、繼電保護等基本要求。傳統(tǒng)的低壓元件多采用機電式結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)的低壓元件性能差，體積大，成本高，功能單一，不具備智能。低壓數(shù)字繼電器是根據(jù)我國對電力設(shè)備運行、保護和計算機監(jiān)控要求設(shè)計的，適合我國工礦企業(yè)、民用建設(shè)等供配電的自動化裝置，主要用于低壓系統(tǒng)（0.4kV）的繼電保護，具有很強的綜合測量、顯示功能，能直接顯示三相電流、三相電壓、功率因數(shù)、無功功率、有功功率、電度、頻率等電量參數(shù)，能指示斷路器的分閘、合閘和故障狀態(tài)。通過操作按鍵可整定CT變比、直接顯示進線的一次電流、一次電壓；通過對各項保護參數(shù)的整定，可實現(xiàn)短路速斷、過流報警、過壓報警、欠壓報警等保護功能。通過RS485通信接口，可以組成功能完善、經(jīng)濟實用的計算機電能管理網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。 程序設(shè)計采用模塊化設(shè)計方法將全部功能劃分為主模塊及功能模塊。在具體實現(xiàn)時則采用中斷與查詢相結(jié)合辦法，運用任務(wù)調(diào)度的設(shè)計思想，優(yōu)先級高的任務(wù)通過中斷實現(xiàn)，低優(yōu)先級的任務(wù)則通過設(shè)置和查詢標(biāo)志的方法用各個功能模塊。所示主程序首先對系統(tǒng)初始化，括CPU本身、顯示面板、通信及開關(guān)量輸出初始化，然后進入主循環(huán)。主循環(huán)中通過查詢標(biāo)志的方法調(diào)用各個功能模塊：檢查是否有鍵盤查詢標(biāo)志，有則調(diào)用相應(yīng)處理子程序，該程序已對鍵盤抖動及干擾信號作了處理；檢查是否有新的A/D采樣結(jié)果，如果有則用保存在E2PROM中的通道系數(shù)（該系數(shù)通過上位機下載）對A/D采樣結(jié)果進行調(diào)整；檢查是否通信需要處理，通信處理括校驗和計算和檢驗、相應(yīng)命令的處理及上發(fā)反饋信息。在完成一個周波的12點采樣及調(diào)整后，調(diào)用計算子程序完成所有計算任務(wù)，括電壓、電流、功率、電度以及頻率；顯示測量結(jié)果，顯示子程序根據(jù)顯示狀態(tài)顯示不同的測量結(jié)果。 4.2 通信協(xié)議
本裝置數(shù)據(jù)鏈路層采用基于Modbus總線的通信，使信息和數(shù)據(jù)在上位機（主站）和電力監(jiān)測系統(tǒng)之間有效地傳遞。其作用括允許主站訪問和設(shè)定所接電力監(jiān)測儀的全部設(shè)置參數(shù)；允許訪問電力監(jiān)測儀的所有測量數(shù)據(jù)。