淺析低壓數字繼電器的設計及實現

淺析低壓數字繼電器的設計及實現
摘　要：介紹了電力監測中智能監控系統的模型設計。此監測系統采用單片機實現電力參數的交流采樣。系統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絡系統。給出了低壓數字繼電器的詳細設計方案及其硬件和軟件上的實現。
關鍵詞：低壓　 數字繼電器　設計　 1 引言
在低壓電力系統中，涉及測量、計量、繼電保護等基本要求。傳統的低壓元件多采用機電式結構，這種結構的低壓元件性能差，體積大，成本高，功能單一，不具備智能。低壓數字繼電器是根據我國對電力設備運行、保護和計算機監控要求設計的，適合我國工礦企業、民用建設等供配電的自動化裝置，主要用于低壓系統（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、無功功率、有功功率、電度、頻率等電量參數，能指示斷路器的分閘、合閘和故障狀態。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的整定，可實現短路速斷、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、經濟實用的計算機電能管理網絡系統。 程序設計采用模塊化設計方法將全部功能劃分為主模塊及功能模塊。在具體實現時則采用中斷與查詢相結合辦法，運用任務調度的設計思想，優先級高的任務通過中斷實現，低優先級的任務則通過設置和查詢標志的方法用各個功能模塊。所示主程序首先對系統初始化，括CPU本身、顯示面板、通信及開關量輸出初始化，然后進入主循環。主循環中通過查詢標志的方法調用各個功能模塊：檢查是否有鍵盤查詢標志，有則調用相應處理子程序，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采樣結果，如果有則用保存在E2PROM中的通道系數（該系數通過上位機下載）對A/D采樣結果進行調整；檢查是否通信需要處理，通信處理括校驗和計算和檢驗、相應命令的處理及上發反饋信息。在完成一個周波的12點采樣及調整后，調用計算子程序完成所有計算任務，括電壓、電流、功率、電度以及頻率；顯示測量結果，顯示子程序根據顯示狀態顯示不同的測量結果。 4.2 通信協議
本裝置數據鏈路層采用基于Modbus總線的通信，使信息和數據在上位機（主站）和電力監測系統之間有效地傳遞。其作用括允許主站訪問和設定所接電力監測儀的全部設置參數；允許訪問電力監測儀的所有測量數據。