基于C8051F005的变压器电气特性自动测量装置设计.pdf

Equipment 电器设备 基于C8051F005的变压器 电气特性自动测量装置设计 耿彦波，河北省高邑县供电�� 苏培力，河北省栾城县供电�� 蔡腾潜，河北省秦皇岛市电力�� 摘要：提出了一种基于C8051F005高性能单片机的变压器电气特性自动测量装置的设计方案，硬件方面采用模块 化的设计思想，将整个试验程序分成数个功能单一的独立模块，模块间通过单片机控制。软件采用模块化编程方 法，采用不同的模块就能完成不同试验项目的测量分析，便于修改和调试。实际使用和运行经验表明，该系统运 行可靠，功能强大，操作方便，进一步提高了变压器试验的自动化水平。 关键词：变压器特性分析；模块化编程；C8051F005 中图分类号：TM403.9 文献标志码：B 文章编号：1003-0867(2009)04-0061-03 变压器是电力系统中的重要设备，它对电力系统的安 片机的变压器电气特性的微机测试系统的开发方法，整个 全、经济运行有着重要意义。变压器在生产和使用过程中 系统采用模块化的设计思想，以 C8051F005单片机为主处 需进行多次项目繁杂的试验，常规电力变压器出厂试验和 理器，通过各个功能模块的配合完成变压器电气特性的自 型式试验主要包括：绕组电阻测定、绕组连接组测定、电 动化测量。 压比测量、负载试验、空载试验、绝缘特性测试、外施耐 C8051F005单片机是美国Silab公司推出的一种高速、 压试验和感应耐压试验。目前，在国内绝大多数变压器制 高性能、高可靠性的SOC （System On Chip ）单片机。它 造中，这些试验主要利用电桥和电压表、电流表和功率表 使用Cyngal的C51内核，当时钟主频在25 MHz时，峰值速 等常规试验仪器，整个试验过程需要人工开展，存在着耗 度可达25 MIPS ，其中70%的指令可以在1~2个系统周期内 时多、操作繁、精度差等诸多问题[1-2] 。 完成 ；片内有32K字节的FLA SH程序存储器和2K字节的 近年来, 随着计算机硬件尤其是单片机技术的迅猛发 RAM ；芯片内部集成的模拟外设有1个8路12位的ADC ， 展，芯片集成度的提高，微机测量系统也向高精度、高集 最大采样速率达到了100 kS/s ，2个电压比较器，2个12位 成度、高可靠性、高 自动化方向发展，如何把先进的单片 的ADC ，并提供一个2.43 V 的电压基准源。此外，芯片内 机技术用于变压器电气特性的测量成为工程实践研究中的 部还集成了多种通信外设，因为总线不出芯片，极大的提 一个重点。本文分析了一种基于C8051F005高性能SOC单 高了系统的抗干扰能力[3-4] 。 动切换到第二组直流电源 （第一组电源不正常时1JJ失磁 都有可能发生此类问题。 返回，接点1JJ2 、1JJ4打开，1JJ3 、1JJ4接点返回闭合， 经过与设计部门和现场运行维护人员的沟通，提出如 压力闭锁继电器使用第二组直流电源），以保证有一路跳 下解决办法：为了能够实现直流电源、跳闸回路、压力闭 闸可以执行。 锁接点、压力闭锁继电器彻底双重化，断路器制造厂家的 当断路器操动机构压力闭锁回路 自身出现问题，会造 断路器操动机构应该至少提供两套同样的压力闭锁接点， 成第一组直流电源故障，然后回路会自动切换到第二组直 分别控制两组压力闭锁继电器；保护装置制造厂家的操作 流电源为闭锁继电器供电，此时又会再次造成第二组直流 箱内部也应该提供两套完全独立的闭锁回路。 电源故障失电，从而使断路器彻底失去操作电源，遇到故