带A%2fD转换的PIC单片机在高压大电流检测中的应用.pdfVIP

带A／D转换的PIC单片机在 高压大电流检测中的应用 侯培国 胡春海王玉田 (河北省秦皇岛市燕山大学电气工程学院秦皇岛06am4) ■一：传统输配电燕坑中采用的电流撞曩装量造价膏、体积庞大、不宣维护、精度较低。 奉文舟翔以常规电藏互矗暑为检测元件把膏压大电流转换为直藏小电压信号，采用低功耗 舶带有肿转换舶PICl6,h-付A单片机为赴曩嚣，对电薯信号进行赴理，并I三I异步曩讯的方式 进行羹量传■。为提蠢潮量系统的可l性和抗干扰能力，采用光拜传■蠢t和羹据信号。 由较忡控■单片机工作在闯戢工作方式，以连一步■氍电麝的琦耗。奉泰坑具有鼍债俄，精 度鼻．反魔快辱特点。 差■一：电蠢柱测P1C单片机同t工作 1前言 长期以来，电罔中的电漉涓量一直是由传统的电流互感器来实现的，但是这种充油式电流互 薯嚣体驭和重量大，不宣运■和安装，且造价高，负荷开路时有高压，有■炸的危险，面且■受外界 干扰。在用于保护时，在电力系统故障状态下，母堍电藏纛周囊分量井还有非月期分量．曩使蕞心 信和，从而导致麓电暑保护误动作。为了增大电力的传●矩囊和传输容量，提膏传播效率，电力传 输的电压已经越来越裔，冒外巳有2000千伏的。电战蘑投人使用，对于传统的电瀛置赡曩．其悼 积、t量、篼●性麓等已远远不蕾嵩足电力发晨的需要。曩内、国际上有很多工程技术人员在寻求 鼻头同■的蕾办法。 光纤传■暑舶具有传输信息损耗小、囊带宽、侍输僖直量太、培鼍性曩膏．且募膏抗t击、抗电 蠢干扰尊优点，同时光圩传感器体积小、重量轻，使将光圩传矗■用与高压大电流幢测戚为可 能‘1】、【日口 2光纤电流传感器的原理 光纤电蠢传●嚣从原理上可分为传感蠹和传光基两种。 2．1传●■光并电t羹●■ 全光纤童电瀛传感嚣是根据法拉第氆光效应研翻成的。平面板化光在薯场中通过时，光的■ 撮面就会旋转一定的角度： 日=巾·面 (1) _|；；vl 式中露·盘为沿光纤长度上的磁场强度分量，y是费尔德常数。 若把光纤绕于导线上，且使光的传播方向与导线中电流产生的磁场保持一致，则 日：y·Ⅳ·， (2) 式中Ⅳ为光纤匝数，，是导线中的电流。通过测量口可以实现导线中电流的测量。 一469—— ————虿甄舔匿蠢礴r曩一一—一 2．2传光蔓光圩电流传‘■ 对于传光囊光纤电流传感嚣是采用常规的小型电藏互感嚣硪其它线性藕合暴实现电滤檀簧， 光纤的作用悬传输信息，同时起着绝缘作用。其体实现的方法较多，较^壹的有光强■制曩和囊 率一翻基。前一种方式是将被测电流变换戚小电漉后，经过整流、滤波后驱动工作在缱性医的 I皿-，其■出光强与教舅电流成正比，通过光奸将光强信号传籍弼地面进行处理。后一种量鼍过I (V)IF转换嚣将电流(电压)信号调翻为囊率信号并驱动皿发光，然后经光纤传输刊地面处理。 传摩型光纤电流传感器的主要特点是蔫量范围大，电气绝缘性螗离，灵敏度高，结构俺单，但 受环境影响(如振动、温度变化等)较大。传光型光纤电流传感嚣的光强调翻星虽然结构也较简 单，但柱舅范暖及精度受LED的线性工作范匿和光电器件的曼敏度的艰翻。而对于频率■■塑 的方案的主要问题是当调制工作频率较高时，探头的功耗较大．若频率降低则系统响应侵，且灵敏 度降低。 奉文通过单片机系统控制．AiD转换器进行峰值采集，测量结果以数字的形式通过光纤传输， 为降低功耗．通过软件使系统工作在间戢的工作方式。 3单片机电流检测系统的硬件设计 用A／D实现电流变换的硬件结构原理如图1所示。图中仅硒出A相的电漉峰值检测。ul为 ∞