基于嵌入式的电网过电压采集系统设计.pdf

第 14卷 第 3期 重庆电力高等专科学校学报 2009年 8月 Vo1．14 No．3 JournalofChongqingElectricPowerCollege Aug．2009 基于嵌入式的电网过电压采集系统设计 王治铃 ，范 娟 ，谢 旭 (1．重庆市电力公司江津供电局，重庆 江津402260；2．重庆市电力公司南岸供电局，重庆400060) 【摘 要】介绍一种基于ARM与CPLD的电网过电压采集系统，该系统包括后台监控主机和前台数据采集单元两 部分，采集单元实时采集电网过电压信号，并通过以太网将数据传给后台机。该系统具有信号采集速度快、通信速 度快、体积小、联网灵活方便、性价比高等优点。 【关键词】嵌入式系统；以太网；txC／OS一1I；LwlP 【中图分类号】TP29 【文献标识码】A 【文章编号】1008—8032(2009)03-0033-03 U 引 吞 现场_H翌 对电网过电压进行在线监测，获取实时电网过 电压波形及其特征参数，并根据监测数据进行合适 的绝缘配合设计 ，对保证 电网安全运行具有重要意 I．．．．．．．．．．_．_J 医 义。目前国内外过电压采集系统大多采用基于工控 机和通用采集卡的集 中式监控 ，这种监控结构简单， 图 1 监测 系统的总体 结构 图 技术成熟，但由于测量系统阻抗难 以精确匹配，集中 CPLD芯片作为数据采集的控制核心，实现过电压 监控中过电压高频模拟信号要进行长距离传输，必 信号的高速实时采集；监控模块采用高性能ARM 然会造成信号衰减和畸变；且集中式监控扩展不够 处理器作为处理 CPU，负责过电压故障数据的读取 灵活、成本高。本文提出了一种基于ARM与CPLD 与传输。为 了便于控制和扩展，将采集模块作为 的电网过电压采集系统的设计方案，该系统具有技 CPU的一个外部 I／0器件，ARM处理器通过其外部 术先进、扩展方便、联网灵活等优点。 总线接 口与采集模块进行数据交换。过电压采集单 元的硬件结构框 图如图2所示 。 1 过电压在线监测系统总体结构 监控模块 采集模块 本文提出的基于ARM与 CPLD的电网过 电压 采集系统结构采用分布式分层结构，主要包括后台 实时时钟 霍 监控主机和前台过电压采集单元两大部分 。监控主 机主要用于过 电压信号的数据接收、计算处理、存 SRAM I-耀 ▲ ARM ／L J＼ (：PLD 储、以及智能诊断等；数据采集单元包括监控模块和 一 fv卡 采集模块两部分，处于现场高压母线分压器附近，用 十芰 口 _v 于不同等级的电网过电压信号实时采集录波，其数 网络接口 — — 量由被监测的电压回路数 目决定。为了保证数据传 输的实时性、稳定性，后台监控主机与数据采集单元 采用 以太网进行数据交换。图1为采集系统总体结 图2 过 电压采集单元的硬件结构框图 构图。