高壓開關微機綜合保護裝置軟件設計

摘 要

電力是國家經濟建設和人民生活中不可缺少的能源，而電力工業的發展離不開用于輸配電的高壓開關設備。在電氣設備運行中,經常需要監測一些參數,比如電流、電壓、漏電電流、短路電流等,以保證設備正常工作。以往高壓開關綜合保護裝置多采用模擬電路來監測電流和電壓等參數以實現短路、過載、失壓、過壓、漏電等保護,其結構復雜、體積大、耗能多。隨著微機技術的飛速發展,單片微型計算機以其體積小、價格低、應用靈活等優點在自動控制領域中得到了廣泛的應用。為了解決原有的高壓開關綜合保護裝置的上述問題,采用了單片機系統實時監測設備運行的各種參數,并對其進行分析、計算、處理,保證設備安全、可靠的運行。      

本綜合保護裝置具有過載、短路、漏電(包括電流型和功率方向型) 、監視、過壓、失壓、缺相等保護功能。具有微機測量和微機保護，網絡通信以及在線監測等基本功能。概括介紹了P89C51RB2單片機控制的智能型高壓開關綜合保護裝置的特點和基本功能，詳細說明了智能型高壓開關綜保裝置的硬件接口電路和軟件設計。該裝置具有性能可靠、功耗低、體積小、功能強的特點。                        

關鍵詞：單片機;高壓開關;綜合保護 

ABSTRACT：

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目錄

摘 要1

ABSTRACT：2

1 緒論6

1.1  高壓開關的功能6

1.2  系統的設計思路7

1.3 電路技術水平8

1.3.1  模擬電路階段8

1.3.2  模擬電路為主，數字電路為輔階段9

1.4  微型計算機的選擇9

1.4.1  P89C51RB2特性：10

1.4.2  CAT24C021 芯片11

2   保護原理12

2.1失壓、過壓保護12

2.2 電纜絕緣監視保護：12

2.3 電流型漏電保護：13

2.4  功率方向型漏電保護：13

2.5  過流保護的實現13

2.6  過載保護的實現14

2.7 短路保護的實現14

3  微機保護裝置的硬件設計原理15

3.1  保護系統的功能15

3.2  綜合保護裝置的原理框圖17

3.3 復位電路17

3.4  數據采集和處理單元18

3.4.1  過載保護19

3.4.2   短路保護19

3.4.3  漏電保護19

3.4.4  監視保護21

3.4.5  失壓過壓保護21

3.4.6  缺相保護21

3.5 鍵盤與顯示電路22

3.5.1  鍵盤22

3.5.2  顯示電路22

3.6  電源電路23

4   軟件設計23

4.1  概述23

4.1.1  邏輯符號25

4.1.2 管腳描述25

4.1.3  FLASH EPROM 存儲器30

4.2 振蕩器特性30

4.3  復位31

4.4  低功耗模式31

4.4.1  時鐘停止模式31

4.4.2  空閑模式31

4.4.3  掉電模式32

4.4   定時器2 的操作33

4.4.1  定時器233

4.4.2  定時器/計數器2 的設置33

4.5  中斷優先級34

4.6  PCA看門狗定時器38

4.7  擴展數據RAM尋址39

4.8  硬件看門狗定時器(WDT)41

4.9  FLASH EPROM 存儲器42

4.10  在系統編程(ISP)43

4.11  使用在系統編程(ISP)44

4.12  在應用中編程方法45

4.13  流程圖50

4.14  鍵盤和發光數碼管顯示52

4.14.1  鍵盤掃描電路的程序代碼52

4.14.2 鍵盤的消抖動程序56

4.15  A/D轉換63

4.16 指令冗余及軟件陷阱67

4.16.1  指令冗余67

4.16.2  軟件陷阱67

結論69

致謝70

參考文獻：71