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1、安徽理工大学毕业设计变电所监控设计对Ia、Ic、Ua、Uc、Io、Uo和功率因数的监控摘要单片机，即把组成微型计算机的各个功能部件，如中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、输入/输出接口电路、定时器/计数器以及串行通信接口等集成在一块芯片中，构成一个完整的微型计算机。单片机是单芯片形态作为嵌入式应用的计算机，它有惟一的、专门为嵌入式应用而设计的体系结构和指令系统，加上它的芯片级体积的优点和在现场环境下可高速可靠地运行的特点，因此单片机又称之为嵌入式微控制器。但是，在国内单片机的叫法仍然有着普遍的意义。我们已经把单片机理解为一个单芯片形态的微控制器，它是一个典型的嵌入式应用计算机
2、系统。而本文主要介绍使用87c552来实现变电所的电流电压及功率因数的监控。关键词：单片机，变电所，87c552，监控SUBSTATION MONITORING DESIGNFor Ia, Ic, Ua, Uc, Io, Uo and power factor controlABSTRACTA machine, then each function parts that constitutes the microcomputer, read the saving machine ROM and input such as the CPU CPU, random saving machine R
3、AM and only/ output to connect a peoples electric circuit and settle machine/ count the machine and strings to go the correspondence to pick up a people etc.A machine is a built-in applied calculator of the single chip appearance conduct and actions, it have only one of, specialized for built-in app
4、lication but system structure and the instruction systems of design, plus the advantage of its chip class physical volume and on the spot environment next high-speed the characteristics that circulates dependablely, so a machine calls it as to imbed to become weak the controller( the embedded micro
5、controller) again.But, is a method to still have the widespread meaning in a machine.We already the tiny controller that a mechanism solves for a single chip appearance, it is the built-in applied calculator system of a typical model.This paper mainly introduces the 87c552 used to achieve the substa
6、tion of voltage and current of power factor control.KEYWARDS：scm, substation, 87c552, monitoring19目录摘要IABSTRACTII1绪论11.1选题意义11.1.1 课题概况11.1.2 变电所自动化监控系统的主要功能11.1.3 监控系统的总体结构21.1.4 变电所综合自动化技术的特点21.2 变电所自动化监控系统发展概状31.2.1 国外变电站综合自动化概状31.2.2 国内变电站综合自动化系统概状42 变电所微机监控系统远端设备设计的基础知识52.1 对远端设备的功能要求52.2 远端设备的
7、硬件电路基础知识52.2.1 87c552简介52.2.2 定时器T2介绍82.2.3 定时器T2控制器TM2CON92.2.4 捕获逻辑92.2.5 串行口的工作方式102.2.6 A/D转换112.2.7 87C552中断系统133 变电所监控的硬件设计153.1 系统组成153.2 系统硬件电路设计153.2.1 +15V和+5V直流电路图153.2.2 声光报警电路163.2.3 相位差监测电路163.2.4 电流、及、电压监测电路图173.3.5 功率因素的角检测方法183.2.6 继电器输出电路193.2.7 LED显示与键盘电路203.2.8 时钟电路213.2.9 复位电路21
8、3.3 远端智能控制单元的工作原理214 变电所监控软件设计234.1 片内RAM区分配234.2 变电所监控软件设计思路244.3 变电所监控软件流程图244.3.1 主程序流程图244.3.2 6位显示子程序和相位监测子程序流程图254.3.3 键盘子程序流程图264.3.4 0号键处理子程序和1号键处理子程序274.3.5 2号键处理子程序流程图284.3.6 T0中断服务子程序和数据采集处理子程序294.3.7 串口中断输入服务子程序304.4 变电所监控各环节程序314.4.1 主程序314.4.2 设置初始参数子程序324.4.3显示子程序324.4.4键盘子程序334.4.5 T
9、0中断服务子程序354.4.6 A/D转换子程序354.4.7 电流标度变换子程序364.4.8电压标度变换子程序374.4.9相位监测子程序394.4.10串口中断输入服务子程序415结论45参考书目46谢 辞471绪论1.1选题意义1.1.1 课题概况 变配电所是电力系统组成的一个重要环节，是电力网中线路的重要连接部分，其作用是变换电压、汇集和分配电能。变配电所能否正常运行关系到电力系统的稳定和安全，因此对变电所进行监控和保护具有十分重要的意义。变电所设计质量的好坏，直接关系到电力系统的安全、稳定、灵活和经济运行，为满足城镇负荷日益增长的需要，提高对用户供电的可靠性和电能质量。随着国民经济
10、的发展，工农业生产的增长需要，迫切要求增长供电容量，拟新建110kV变电所。变电站是电力系统的重要组成部分，它直接影响整个电力系统的安全与经济运行，是联系发电厂和用户的中间环节，起着变换和分配电能的作用。电气主接线是发电厂变电所的主要环节，电气主接线的拟定直接关系着全所电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护和自动装置的确定，是变电站电气部分投资大小的决定性因素。随着变电所综合自动化技术的不断发展与进步，变电站综合自动化系统取代或更新传统的变电所二次系统，继而实现“无人值班”变电所已成为电力系统新的发展方向和趋势。当今世界各方面因素正冲击着全球电力工业，在国外变电所技术有十分剧烈的竞争，而世界
11、范围内的变电所都采用了新技术; 其次，不同的环境要求给所有的电力供应商增加了额外的责任，使电力自动化设备尤其是高压大功率变电站的市场开发空间大大拓展。另外高压变电所的最终用户对变电站的自动控制、节能、环保意识越来越强烈，迫使其上游提供者尤其是系统集成商更加重视地区性电能分配技术方面的需要，所以变电所在世界上飞速的发展，从而要求我国变电技术上也要加入世界先进的变电技术行业。1.1.2 变电所自动化监控系统的主要功能1巡回检测、显示及报表功能 能对变电站指定的各监控量进行巡回检测，并通过彩显予以显示，包括反映实时运行状态的主接线图，负荷曲线及电流、电压、功率、功率因数、温度、电度、开关状态、刀闸状
12、态等各种表格、棒图及曲线画面，利用人机汉字对话可以方便地选择画面，参数及画面监控的结果可以制成表格，定时及召唤打印。 2电度计算及统计表格 电站各回路所用电度数进行计算和定时打印，在每天结束时可计算并打印出当天的各种电量统计值 ，形成日报表。另外，每月还可根据用户要求打印出所需的月报表。 3负荷管理 电站各回路负荷进行监测，当负荷大于定值时发出警告信号，主画面指示出过负荷回路，需要时可由计算机自动作相应减负荷处理。另外，通过彩显可以显示按功率和电度表示的日负荷曲线及电压随时间变化曲线，负荷曲线可存盘一个月。 4故障诊断 障时，能迅速诊断出故障线路、发出报警信号，同时能打印出故障线路、开关跳闸顺
13、序以及故障前后各出线电流及有关电压的变化，并可进行故障录波。微机不论在任何画面上，一旦线路有故障发生，微机即自动转换至故障画面，对故障部位有闪动显示。对于单相接地故障，发出报警信号，由微机自动找出故障线路，并可由微机或值班员进行处理。 5各种控制功能 后台机遥控各种开关操作。 6模拟操作功能通过键盘能对监控系统进行操作。1.1.3 监控系统的总体结构 目前国内外监控系统大多数采用一个多级网络连接的分布式综合系统，从层次上看，系统从上到下课分为：变电站管理层、变电站信息网络、监控管理层、工业级实时网络和数据采集控制单元。其中监控管理层、工业实时网络和数据采集控制单元可以构成独立完整的监控操作系统
14、。在监控、管理层可实现各类运行监视，包括潮流监视、事故异常信号监视，实现控制操作，参数修改、管理开发及其他智能设备等工作。变电站管理层可以使用微机或工作站，实现软件平台技术，完成变电站管理工作。各层次的主要功能：a）数据采集控制单元：主要完成信号的采集、数据转换、控制算法、结构文本语言算法及控制功能，并支持冗余配置；b）监控管理层：主要完成画面及流程显示、控制调节、趋势显示、报警管理及显示、报表管理和打印、操作记录、在线组态、操作权限保护及文件转储等功能；c）管理层与监控管理层同时在应用系统建立过程中是系统组态的平台，以人机对话的方式完成组态工作的一套全方位的组态软件。他根据应用时间的要求生成
15、各种组态定义文件，将这些文件经过编译连接形成组态数据文件，最后将这些文件下载到个数据采集控制单元。1.1.4 变电所综合自动化技术的特点 变电站综合自动化是一个广泛采用微机保护和微机远动技术，并对变电所的模拟量、脉冲量、开关状态量及一些非电量信号分别进行采集，经过功能的重新组合，并按照预定的程序和要求刘变电所实现自动化监视、测量、控制的集合体和全过程。变电站综合自动化是将变电站的二次设备经过功能的组合和优化设计，利用先进的计算机技术、现代电子技术、通信技术和信号处理技术，实现对整个变电站的主要设备和输、配电线路的自动监视、测量、自动控制和微机保护，以及与调度通信等综合胜的自动化功能。变电站综合自动化系统，即利用单台或多台微型计算机大规模集成电路组成的自动化系统，代替常规的测量和监视仪表，代替常规控制屏、中央信号系统和远动屏，用微机保护代替常规的继电保护屏，改变常规的继电保护装置不能与外界通信的缺陷。因此，变电站综合自动化是自动化技术、计算机技术、通信技术等高科技在变电站领域的综合应用。变电站综合自动化系统
