電力系統(tǒng)短路電流檢測識別儀的設計

　　2.1 感測模塊

　　本系統(tǒng)中的感測模塊主要完成對短路電流信號的采樣以及對電流幅值的判斷，該模塊是后續(xù)控制處理的基礎。其中一次電流互感器和二次電流互感器可將電力線上的大電流信號變換為適合運放使用的電壓信號。該電壓信號與大電流信號成一定比例關系。A/D采樣電路則通過AD736芯片對變換后的電壓信號進行采樣，并將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，然后與數(shù)字電位器X9C103提供的基準電壓信號進行比較，比較后的信號(低電平)送入單片機進行中斷處理。

　　2.2 控制模塊

　　控制模塊的核心器件STC89C58RD+具有超強的抗電源抖動能力，此外，其內(nèi)部還具有看門狗電路，也具有較強的抗電磁干擾能力。

　　前端比較后的信號(低電平) 觸發(fā)單片機中斷后，其內(nèi)部可通過定時器控制，并定時對中斷引腳進行掃描，一旦發(fā)生中斷，單片機則輸出控制信號(高電平) 去控制專用執(zhí)行電路。

　　2.3 電源模塊

　　圖3為電源模塊原理框圖。由于短路電流檢測識別儀的工作環(huán)境中通常都存在強電磁干擾，而交流濾波器則可用于防止干擾信號進入電源通道，進而干擾單片機及其他功能電路。該電源模塊分別可提供±12V和5V電壓，其中±12V給感測模塊供電，5V電壓給控制模塊供電。

圖3 電源模塊原理圖

　　3 軟件設計

　　本系統(tǒng)的軟件部分主要是控制單片機內(nèi)部的定時器對中斷引腳進行掃描，然后輸出下一級控制信號。單片機通過中斷響應程序可對故障信息進行實時顯示。由于它外接液晶顯示器，可通過內(nèi)部算法將電壓信號轉(zhuǎn)換為電流信息，并進行實時顯示。此外，單片機還可通過控制數(shù)字電位器X9C103來對比較器的基準電壓在額定電流的8～10倍的范圍內(nèi)進行調(diào)節(jié)，從而滿足不同工作環(huán)境下的不同需求。

　　4 結(jié)束語

　　本設計中，感測模塊用于實現(xiàn)對短路電流的快速檢測和識別； 嵌入式單片機中斷系統(tǒng)可快速產(chǎn)生動作信號，以控制后續(xù)電路，切斷電力線上的開關，避免更大的損失。單片機同時可提供良好的人機交互界面，并能夠保存故障信息以供分析使用。本系統(tǒng)在實際運行中，其工作十分穩(wěn)定可靠。