基于ARM的配电变压器监测终端的设计

装置 ， 够 为电 力部 门 的专业 分 析提 供 实 时 、 靠 能 可 的数据 。监 控 设 备 终端 采 用 Ｌ Ｃ １ ８微 处 理 器 １ Ｐ ２３ 等 数 据进行 采 集 。 选 用 多功 能 防窃 电基 波谐 波三 相 电能专 用计
作为 核 心控制 器 ，该 微处 理 器具 有 性能 高 、成 本
１ 配 变 监 测 终 端 硬 件 设 计
配 变终端 的硬 件 系统 结构 如 图 １ 示［ 硬 件 所 ３ １ 。
系统 主要 由数 据 采集 、 据分 析 与处 理 、 据通 信 数 数
和外 围 电路 ４个模 块构 成 。 １１ 数据 采集模 块 ．
该模 块主 要是 对 变压 器 的三 相 电压 、 流 、 电 有
低、 功耗 低 、 积小 的特点 。 体
量 芯 片 Ａ Ｆ０ ２ Ｔ ７ ２ Ｂ对 变 压 器 各 数 据 进 行 采 集 。
Ａ Ｔ０２ Ｔ ７ ２ Ｂ是 高精 度三 相 电能专 用计 量芯 片 ， 用 适 于三 相 三线 和 三 相 四线 应用 。 ＝ 内部集 成 了 ６ 芑片 路二 阶 ｓ ｍ ・ｅ ａ Ａ Ｃ （ ｎ ｌ ｏ Ｄ ｇ ａ Ｃ ｎ— ｉ ａｄ ｌ Ｄ ｇ ｔ Ａ ａｏ ｔ ｉｉ ｌ ｏ ｖ ｇ ｔ ｅｔｒ模／ 转换 器 ）参 考 电压 电路和所 有 功率 、 ｒ ， 数 ｅ ， 能
相连， 对低 压 用户 电表进 行 统计 监 测 。文 章介 绍 了终 端 系统 的硬件 与 软件 设 计 ， 对主要 芯 片
Ｌ Ｃ １８ Ａ Ｆ０ ２ Ｐ ２ ３ ， Ｔ ７ ２ Ｂ等 的特 点 和功 能进 行 了详 细介 绍 ， 分析 了 系统 的主要 工 作 流程 ． 细介 详 绍 了专 用芯 片 Ａ Ｆ ０ ２ Ｔ ７ ２ Ｂ的全数 字校 表 功能 。利 用此 终 端对 配 电变压 器进行 监 测 ， 可以 实时
量 、 效值 、 率 因数 、 率 测 量 的数 字 信 号 处理 有 功 频 等 电路 。
芯 片 能 够 测量 各 相 以及 合 相 的有 功 功 率 、 无 功 功 率 、 在 功 率 、 功能 量 以及 无功 能 量 ， 时 视 有 同
功功 率 、 无功功 率 、 率 因数 、 功 电能 、 功 电能 功 有 无
基 于 Ａ Ｍ 的 配 电变压 器 监 测 终 端 的设计 Ｒ
谢 志远 ， 马 明 ， 以贺 郭
（ 北 电 力 大 学 电子 与 通 信 工 程 系 ， 北 保 定 ０ １ ０ ） 华 河 ７ ０ ３
摘 要 ：介 绍 了 以 Ａ Ｍ 微 控 制 器 为 核 心 的 配 电 变 压 器 监 测 终 端 的 设 计 方 案 该 配 变 终 端 以 Ｒ
Ｌ Ｃ ｌ８芯 片 为核 心 处理 器 ， 合 电能专 用 计量 芯 片 Ａ Ｔ ０ ２ 可 对 配 电 变压 器 的参 数进 Ｐ ２３ 结 １站 保 持 通 信 。 可 以通 过 Ｒ 一 ８ 通 Ｌ 还 Ｓ ４ ５接 口与 低 压 载 波 系 统 集 抄 器
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ＧＰ Ｏ Ｉ
ＧＰ１ ０
Ｔ ａ ｓ ｒ ｅ ｅｍ ｎ ｌＵ ｉ ｒｎｆ ｍ ｒＴ ｒ ｉａ ｎｔ ｏ ）正是 为 实现 智 能 电 网 的这些 目标 而 设计 的 ，它 用于 对配 电变压 器 的信
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基 于 Ａ Ｍ 控 制 器 设 计 的 新 型 配 变 监 测 终 端 Ｒ
Ｌ Ｄ输出 Ｃ
ｌ 转器 Ｔ Ｒ８ Ｉ ＳＡ 换Ｉ －Ｒ ４ Ｕ ５
输入 输 ／ 输出接口 —— 转换器 Ｉ 。
图 １ 配 变 终 端 的 硬 件 系 统 构 成
Ｆｉ． Ｈ ａ ｄ ａｅ ｔｕｃｕｒ ｏｆ ＴＴＵ ｇ１ ｒ ｗ ｒ ｓｒ ｔ ｅ
第 ３ｌ卷 第 ２ ０期 １
．
电
力 系
统
通
信
Ｖｏ ． １３１ Ｎｏ． ０ ２１ Ａｐ ． ０， ０１ ｔ１ ２ ０
２ ． ８
２ ０年 ４月 １ 日 ０１ ０
Ｔｅｅ ｏ ｌｃ ｍｍ ｕ ｃａｉｎｓ ｏ Ｅｌ ｃｒｃ ｏ ｒ Ｓｙ ｔ ｍ ｎｉ ｔｏ ｆｒ ｅ ｔｉ Ｐ ｗｅ ｓｅ
中图分类号 ： ＴＭ４ ２１ 文 献 标 志 码 ： Ｂ 文 章 编 号 ： ０ ５ ７ ４１ ２ ０） ４ ０ ２ — ４ １ ０ — ６ （ ０１ ０ — ０ ８ ０
０ 引 言
智 能 电网 的 目标 是 实 现 电 网安 全 、可 靠 、 经
济 、 高 效 的 运 行 。 配 电 变 压 器 监 测 终 端 （丫Ｕ， １ｒ
准 确 地 采 集 配 电 变压 器 的 数 据 ， 时 进 行 故 障 检 测 与 报 警 显 示 ， 高 了配 电 变 压 器 的 工 作 效 即 提
率 ． 少 了排 除 故 障 的 时 间 减 关 键 词 ： Ｐ ２ ３ ＡＴ ７ ２ Ｂ： Ｌ 配 变监 测 终 端 Ｌ Ｃ １ ８； Ｔ ０ ２ Ｐ Ｃ；
・
专 题 聚 焦 ・ 谢 志远 等 基 于 ＡＲＭ 的 配 电变 压 器 监 测 终 端 的设 计
．２ ． ９
还 能测 量各 相 电流 、 电压 有 效值 以及功 率 因数 、 相 角 、 率等参 数 。 Ｔｒ０ ２ 频 Ａ ７ ２ Ｂ支持 全数 字域 的增 益 、
相 位 校 正 及 纯 软 件 校 表 。芯 片 提 供 一 个 ＳＩ Ｐ （ｅｉｌＰ ｒ ｈｒｌＩｔ ａｅ 串行 外 设 接 口） 方 便 Ｓ ｒ ｅｉ ｅａ ｎｅ ｃ ， ａ ｐ ｒ ｆ ， 与 外 部 ＭＣ Ｕ之 间进 行 计 量 参 数 以及 校 表 参 数 的 传递 。
Ｌ Ｄ输出 Ｅ
ＳＳＰ
息采 集 和控制 ， 实时 监测 配 电变 压器 的运行 情 况 ， 并 将 采 集 的信 息 传 送 到 主站 或 其 他 智 能装 置 ， 提
供 配 电系统 运行 控制 及管 理 所需 的数据 ｌ 以使 智 ｌ ｌ ， 能 电 网可 以更 加 高效 地运 行 。