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利用嵌入式系统实现电力设备的监测及抗干扰解决方案

作者:时间:2010-12-12来源:网络收藏
(1)前端数据采集:电力变压器的参数包括温度、电压/电流和开关状态三类参数,其中温度和电压/电流为模拟量,温度信号通过温度传感器获取,电流/电压信号通过电流/电压变送器获取;模拟量获取后的取值均为0~5 V的电压信号,均经过信号隔离电路LM339后输入到多路转换电路CD4051,之后经由采样保持电路LF398,输入到A/D转换器,将获取的模拟信号转换为数字信号,然后由CPU进行数字处理;开关状态为开关量信号,通过去抖和整形信号处理后,交由开关量信号接收电路送至CPU,然后由CPU进行统一地信号处理。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/151240.htm

(2)数据处理:CPU对采集的模拟量和开关量进行排序和归一化处理,形成标准的数据格式,并按窗口方式进行移动保存,同时对采集数据进行异常判断,加注异常标识,以便优先上传和处理。

(3)数据上传:CPU根据数据处理的结果,通过标准USB接口电路和带USB接口的射频电路(USB GPRS模块),优先上传带有异常标识的数据,在没有异常标识的情况下,定时轮流上传模拟量和开关量信号。

(4)数据显示:通过LED构成的显示电路,在LED上轮流显示采集的温度值、电压/电流值。

(5)配置管理:通过RS485接口电路接受远程配置管理,包括采集数据整定值、数据保存窗口大小、异常数据阀值、上传数据格式、上传信号通道配置、上传信号时间配置等。

2 电力变压器实施参数

2.1 实施参数

(1)CPU:(ARM9)AT91RM900,主频266 MHz;
(2)A/D转换:12 bit;
(3)操作Linux;
(4)多路转换开关:CD4051,8路;
(5)模拟量:支持8路;
(6)开关量:支持8路;
(7)RF模块:采用移动网络(GSM)的USB GPRS接口模块;
(8)远程通信接口:RS485,用于系统配置;
(9)显示:2×6 bit LED。

2.2 软件参数配置

(1)采集点数配置:根据实际采集点配置采集点数;
(2)采集参数值整定:归一化参数映射值;
(3)异常整定:采集参数连续3次超过整定值,即为异常;
(4)远程通信整定:包括传输通道配置、传输时间配置、传输优先级别配置。

2.3 采集参数

(1)温度采集点数:3路;
(2)电压采集点数:3路;
(3)电流采集点数:2路;
(4)开关量采集点数:4路。

本文给出的针对电力变压器的系统,可以扩展应用于其他的,例如箱式变电站、高压开关柜等尚未进行监测的。其中的模拟量采集信号可以进行扩充,达到32路,开关量采集信号可以达到16路。为了保证系统的性,本文设计的监测系统采用高性能的USB GPRS模块,并采用信号监测及返回校验和看门狗,保证远程传输的可靠性。并采用相应的电磁屏蔽方式,对系统中的核心部件进行屏蔽处理。

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