|
作者：李兴修
1引言
随着电力事的迅猛成长，电力在农村中获得了普遍的运用。可是由于线路尽缘老化、电气维修误操作或触电等酿成的漏电事故也屡有发生，这类现象在农忙时发生的加倍频仍。有的漏电庇护装配只是把发生触电、漏电的线路分断，以保人身的平安，可是对于线路漏电发生的地址、故障时间、漏电流的年夜小缺少监测，是以对于故障的破除仍有坚苦，对于事故的缘由也无从得知。是以迫切需要开发一种漏电监测系统对线路的上述参数进行监测。
农村地处偏僻，要跟远方的监测部位建立网络，采用RS－485通讯、现场总线技术等，展设网络费用高，通讯距离短，很难实现；而哄骗MODEM经由过程电话网（PSTN）跟远方监测部门组成网络，则不存在费用和距离的限制，而且采用有情报上报的机制，上报数据少，Modem传输速度不高的错误谬误也不成为问题，从而有很强的实用性。
基于上述情况开发的漏电监测系统，可以哄骗Modem通讯技术把漏电线路的故障时间、漏电流的年夜小等参数上传到供电监测部门。由于系统对线路进行了编号，对于线路的现实地址进行了存储和分类治理，是以能够迅速找到故障线路的地址、故障的缘由等，从而迅速破除漏电故障，保证电网的平安运行。
2．系统的组成
系统组成员里如图1所示。本系统由远端计较机监控中心、漏电监测单元、Modem调制解调器三部门组成。
2．1远端计较机监控中心
本部门属于上位机控制中心，安装在电网控制部门的监控计较机上。主要提供以下功能：
（1）对整个系统所辖的线路采用16位编号，理论上可以监测216个前端漏电监测单元，组成的网络笼盖范围广。而且扩充简单利便，只要在需监测的线路接进漏电监测单元，并在控制中心添加线路的编号即可。
（2）对于线路的位置分类治理。具体记实线路的位置，存储线路治理人的联系方式，从而便于快速查找故障的地址、实时通知相关人员破除故障。
（3）设置各个电路的漏电流的限值。可以自动查询每个线路的运行情况，自动接收、识别、记实前端线路上的上传报警信息数据。
（4）对所辖线路的漏电监测单元提供对时功能，使各个漏电单元具有统一的时间。
（5）实行声光报警。对于Modem的响应振玲采用非凡的序列，使用户可以很轻易区分正常的电话和线路故障。建立电子地图系统，录进线路的地舆信息，故障发生时自动显示响应线路的地舆信息，从而扶助控制中心的治理人员实时发现故障，，并对故障线路迅速定位。
（6）负责整个系统的治理工作。对报警信息、恢覆信息、测试信息等数据进行治理，用户可以经由过程操作界面进行查询，打印。
监控中心依照模块设计，分为通讯模块和数据治理模块，其组成如图2所示。
2．2漏电监测单元
智能控制模块与多路收集模块配合组成一个漏电监测单元，如图3所示。其中多路收集模块跟智能控制模块的CPU经由过程串行总线通讯，完成漏电流限值的设定、漏电参数数据的集中。智能控制模块采用嵌进式Modem，需要传输数据时经由过程单片机的数据接口直接向响应的寄存器读写即可。编程利便快捷。比传统的串行传输数据的modem具有更强的抗干扰能力。本模块数据数据传输花式采用电力系统配电自动化远方终端单元（RTU）中经常使用的尺度IEC68070－5－101（101规约）协议，并提供RS-485接口。现有的变电站自动化系统年夜多采用485网络，在靠近变电站的情况下，可以经由过程跳线插针选择使用485通讯接口，哄骗现成的变电站485网络跟远端监控中心通讯。随着技术的成长甚至可以纳进到采用101规约的变电站自动化系统中。本单元主要包括：
（1）多路收集模块本模块负责收集线路的漏电参数，设计有用的母板插槽，可以凭据用户的需要选择所需路数。凡是六路插板组成一个收集模块，其中美庐插板的模块如图4所示。调理单元对漏电旌旗灯号进行放年夜、分档，转换成A/D转换器能够处置的旌旗灯号，送进A/D器件进行转换，转换完的成效经过CPU拟合、批改后依照预定的算法跟设定的漏电流值进行比力，凭据比力的成效得出响应的开关控制线路的庇护动作，实现对线路的庇护功能。
（2）智能控制模块该模块是多路收集模块和Modem的桥梁，也是本系统漏电监测单元的焦点。如图5所示，它主要完成以下功能：
①多路收集模块漏电流限值的设定。此功能也能够由上位机实现，下位机再次设置此功能是为了监测单元模块灵活利便地凭据具体情况设定线路漏电流的限值。
②嵌进式Modem的初始化。要使Modem能正常工作，其内部的寄存器必需经过准确的初始化，智能控制模块在系统上电复位后立即对Modem进行初始化，以保证泛起报警时能实时上传数据。
③故障线路的上传报警、当地报警。当地报警和上传报警配合保证了故障的实时发现和破除。
④智能控制模块设置了人机接口模块，此模块提供故障线路参数的当地显示和故障查询等功能。
⑤手动调整实不时钟单元的时间。实不时钟由监控中心统一对时，单那时钟走时不准时，可以手动调整。
本单元单片机采用ATMEL公司的89C52芯片，其内部自带8K字节的EPROM，256字节的RAM，使系统不需要任何外扩大资本就能够知足要求。参数采用I2C接口的AT24系列2K字节的EEPROM，参数包括用户设置的基本信息和收集模块上报的漏电信息，基本信息在系统上电时自动调进。实不时钟采用Philips公司的I2C接口的时钟芯片Pcf8563。该时钟芯片走时准确、极低功耗，保证系统提供切确时钟，看门狗采用MAXIM公司的MAX813L，提供系统上电复位、电压监测和法式监视，保证了系统的靠得住稳定工作。
2．3Modem调制解调器
调制解调器主要经由过程电话网将监控中心计较机的控制饬令下达给智能控制模块的CPU，并将智能控制模块的报警数据上传给远端计较机控制中心，从而完成远程通讯功能。漏电监测单元的Modem采用天石公司开发的嵌进式并行Modem模块Emodem，该Modem具有14，4～56KBS的传输速度，支持V32BIS、V。34、V。90尺度，支持AT饬令集拨号/自动应对功能，可以利便的嵌进到单片机设计中。而远端计较机控制中心的Modem采用通用的Modem，价格廉价从而节省费用。
3系统的工作模式
3.1位机故障上报工作模式
在正常的工作条件下，多路收集模块不中断的收集线路的漏电流情况，数据处置后跟存储在本机中的漏电流限值比力，假设超限则设置响应的标志位，并将本次漏电值连同标志位一起存储在固定的地址单元中，同时控制响应的继电器动作庇护本线路。智能控制模块的CPU依照一定的时间距离，按时轮询线路漏电流收集模块的漏电流情况，假设监测到某一线路的漏电流跨越限值，则记实漏电流发生的时刻和此时的漏电流值到EEPROM中，并经由过程Modem向监控中心上位机陈述本次故障情况，当地亦可显示漏电流情况。假设没有检测到故障，则当地显示线路的正常漏电流情况，为当地维护人员提供参考。
3．2监控中心按时查询下位机模式
系统正常工作后，假设线路没有发生故障，智能控制模块跟多路收集模块组合在一起组成漏电监测单元，其功能相当于一个多路的漏电测试仪表，但不象监控中心上报任何数据。当故障发生时，象监控中心上报故障情况，这类要是为了不网罗拥堵的情况发生，并下降用户的网络费用。假设某一时刻同时有分歧区域的几条线路发生漏电故障，故障线路屡次上报依然没有获得监控中心的响应，这是该故障线路不成能长时间重复报警，只能将故障数据存储到EEPROM中，而且当地显示报警（这类情况相当少）。这样上位监控中心的数据有可能错过一些线路的故障数据，是以在监控中心的软件种设置了按时查询功能，监控软件依照一定的日期按时查询下位线路的情况，假设发现有未记实的漏电故障数据，则保留到数据库中，并启动报警功能，为分析线路的尽缘等参数提供扶助。
3.3控制中心手动查询下位机模式
监控软件在设置按时自动查询功能的同时，也设置了手动查询功能，操作人员可以启动该功能查询线路的故障电流情况。查询时上传的数据跟已存储得数据比力，假设没有该数据则将其记实到数据库中，并提醒操作人员线路有故障发生。
4竣事语
本文研制的漏电监测系统实现了对线路漏电流参数的监测功能，不仅为分析破除漏电故障提供了利便，而且削减了线路消耗、节省了电力能源。同时可以替换线路中年夜使用的漏电庇护器，解决了现在的漏电庇护器功能单1、庇护值不成变的错误谬误。经常在农村电网、小区供电系统中使用，取得了很好的效果。
参考文献
1王福瑞单片机测控系统设计年夜全北京：北京航空航天年夜学出书社1999
2何立明I2C总线运用系统设计北京：北京航空航天年夜学出书社，2000
3黄军DELPHI串口通讯编程北京：人平易近邮电出书社2001
|