浅析低压数字继电器的设计及实现

浅析低压数字继电器的设计及实现
摘　要：介绍了电力监测中智能监控系统的模型设计。此监测系统采用单片机实现电力参数的交流采样。系统对来自电流互感器和电压互感器电力信号进行实时处理。该装置主要用于低压系统的继电保护，集综合测量、显示功能于一体，可组成功能完善的计算机电能管理网络系统。给出了低压数字继电器的详细设计方案及其硬件和软件上的实现。
关键词：低压　 数字继电器　设计　 1 引言
在低压电力系统中，涉及测量、计量、继电保护等基本要求。传统的低压元件多采用机电式结构，这种结构的低压元件性能差，体积大，成本高，功能单一，不具备智能。低压数字继电器是根据我国对电力设备运行、保护和计算机监控要求设计的，适合我国工矿企业、民用建设等供配电的自动化装置，主要用于低压系统（0.4kV）的继电保护，具有很强的综合测量、显示功能，能直接显示三相电流、三相电压、功率因数、无功功率、有功功率、电度、频率等电量参数，能指示断路器的分闸、合闸和故障状态。通过操作按键可整定CT变比、直接显示进线的一次电流、一次电压；通过对各项保护参数的整定，可实现短路速断、过流报警、过压报警、欠压报警等保护功能。通过RS485通信接口，可以组成功能完善、经济实用的计算机电能管理网络系统。 程序设计采用模块化设计方法将全部功能划分为主模块及功能模块。在具体实现时则采用中断与查询相结合办法，运用任务调度的设计思想，优先级高的任务通过中断实现，低优先级的任务则通过设置和查询标志的方法用各个功能模块。所示主程序首先对系统初始化，括CPU本身、显示面板、通信及开关量输出初始化，然后进入主循环。主循环中通过查询标志的方法调用各个功能模块：检查是否有键盘查询标志，有则调用相应处理子程序，该程序已对键盘抖动及干扰信号作了处理；检查是否有新的A/D采样结果，如果有则用保存在E2PROM中的通道系数（该系数通过上位机下载）对A/D采样结果进行调整；检查是否通信需要处理，通信处理括校验和计算和检验、相应命令的处理及上发反馈信息。在完成一个周波的12点采样及调整后，调用计算子程序完成所有计算任务，括电压、电流、功率、电度以及频率；显示测量结果，显示子程序根据显示状态显示不同的测量结果。 4.2 通信协议
本装置数据链路层采用基于Modbus总线的通信，使信息和数据在上位机（主站）和电力监测系统之间有效地传递。其作用括允许主站访问和设定所接电力监测仪的全部设置参数；允许访问电力监测仪的所有测量数据。