电力线路远程监测系统的设计.doc

目录 0前言 1 1 2 1.1 电力线路远程监测发展背景 2 1.1.1 电力线路远程监测系统的概述 2 1.1.2 计算机保护的发展历史 3 1.1.3 计算机保护的国内外研究概况与发展趋势 3 1.1.4电力监测的重要性 4 1.2电力监测方案 5 1.3论文所做的工作 5 2 传感器信号检测 6 2.1 模拟量数据采集单元 6 2.1.1 电压/电流互感器电路及其工作原理 6 2.1.2温度传感器 10 2.1.3 风速传感器 11 3系统硬件设计 14 3.1 系统硬件总体设计 14 3.2 AD转换模块 15 3.3 I/V转换电路 17 3.4 通信单元的设计 17 3.5 单片机最小系统模块 19 3.6 光电隔离电路 21 3.7 采样原理 22 3.8 电源部分 23 4 系统软件设计 25 4.1 系统软件的总体设计 25 4.2 监测系统软件结构 25 4.3 模数转换程序设计 26 4.4 电压、电流采样算法 26 4.4.1 电压、电流的计算 26 4.4.2 电压、电流的采集程序 27 4.5 温度、风速监测程序设计 30 4.6 无线通信模块程序设计 31 4.6.1 M22无线模块启动信息传输 31 4.6.2 无线通信模块电路设计 32 5 技术经济分析 34 6 结论 35 致谢 36 参考文献 37 附录A 译文 38 附录Ｂ 外文文献 43 0前言 电力系统是一个庞大的、瞬变的多输入输出的系统，为了保证其安全运行，需要实时地监视各线路的运行状况，及时发现电力系统的不正常状态及故障状态并通知运行人员，或快速地进行控制和处理。这要求在电网各线路都要有数据采集单元，将测得的电力系统运行参数转化为数字量，进行分析和控制，快速地解决问题，或者通过远方通信送往调度中心进行处理。 电力线路系统监视和控制的参数要求实时性较强，包括频率、电压、电流、风速、谐波分量等模拟量的采集，隔离开关等开关量的采集，普通的采集处理方法对多路进行采样计算时，就会显得很困难甚至难以实现。为了克服以上不足，适应现代电力系统的要求，将先进的AVR控制技术应用到电力系统中来，充分发挥其快速强大的运算和处理能力以及并行运行的能力。同时，通过GPRS网络实现通信功能，达到电力线路远程监测的目的。进而保障电力系统安全、可靠的运行。 1 概述 随着电子技术和计算机技术日新月异的发展，电力系统中的的电力线路远程监测技术也突破了传统的技术范畴，出现了以计算机处理器为核心的电力线路远程监测形式。特别是近年来随着信息化、智能化、网络化的发展,电力远程监测行业得到了迅速的发展,结合GPRS无线通讯技术在远程监控领域的应用可代替以往的人工方式, 随时抽测电力线路的各项运行参数,实时发现环境变化,实现对电力线路的实时控制等,真正地体现了智能化管理。因此，无线监控技术正越来越受到人们关注。 将以上技术成功应用在电力线路远程监测系统中，可使电力线路的测量、监测融为一体，取得数据共享，资源共享的目的，极大大幅度的提高了整个监测系统的自动化功效。 1.1 电力线路远程监测发展背景 1.1.1 电力线路远程监测系统的概述 整个电力系统是由发电、输电、配电、用电及相应的辅助系统构成，每一部分都非常重要，特别是输电线路，它直接影响了配电和用电系统。 早在20世纪60年代后期，就有人提出了利用计算机构成电力线路监测的设想，但是，由于当时计算机的质量和可靠性还不能满足要求，且其价格昂贵，因此，这一设想未能付诸实施。 70年代初，数字计算机首先在电力系统离线计算方面得到应用。此后，在电力系统计算机保护方面的理论探索也有了进展，特别是保护算法、数字滤波等方面的研究发展尤为迅速，有大量相关论文在此时期发表。 70年代中期，大规模集成电路和数字技术的飞速发展，特别是价格便宜的微处理器的出现，给计算机在电力系统电保护上的发展应用提供了有利条件，从而引起了广大线路保护工作者的兴趣和关注，促使计算机保护的研究出现了热潮。 1975年初，英国GEC公司应用微处理机于变电所的控制和自动重合闸上的情况已有报道。1979年，美国电气和电子工程师学会(IEEE)的教育委员会组织了第一次世界性的计算机保护研究班。在电力系统计算机保护技术方面，日本、美国、英国、德国发展最快。从70年代后期开始，各国都在此方面继续作了很多努力，使电力系统计算机保护技术逐渐成熟起来。 80年代初，我国计算机保护方面开始起步。1984年初，华北电力学院杨奇逊教授研制的第一套计算机型线路保护样机试运行后通过鉴定。1984年底，在华中工学院召开了我国第一次计算机保护学术会议，标志着我国计算机保护工作进入了重要的发展阶段，后来又有更多的高校和科研机构作了许多探索。目前，计算机保护技术已趋于成熟，各种类型的计算机