電力監控系統智能測控儀表的研究與設計

　　2.1 智能測控儀表的基本結構

　　智能測控儀表的基本結構由輸入模塊、數據處理模塊和輸出模塊三部分構成，其結構框圖如圖2所示^[6]。輸入模塊主要包括互感器接口電路、開(kāi)關(guān)量輸入接口電路，主要用于采集交流電壓信號、交流電流信號、頻率信號以及負荷開(kāi)關(guān)位置、低壓斷路器位置、熔斷器熔斷狀態(tài)等狀態(tài)信號。數據處理模塊主要由微處理器、測量芯片、數據存儲器、晶振電路和復位電路等構成，主要起輸入信號采集、電氣量計算、邏輯控制、故障信息處理等作用。輸出模塊主要由通信接口、開(kāi)關(guān)量輸出接口和顯示接口等構成，主要起數據通信、輸出控制、數據和狀態(tài)顯示等作用^[7]。

　　2.2 智能測控儀表的硬件電路設計

　　在設計電路時(shí)，微處理器選用富士通微電子(編者注：相關(guān)業(yè)務(wù)部門(mén)在2013年8月已被Spansion收購)Cortex-M3家族的32位處理器MB9BF618;三相電壓、三相電流、頻率、功率因數等電力參數的測量使用測量芯片ATT7022D;數據通信可采用RS485總線(xiàn)通信方式或者以太網(wǎng)通信方式，其中RS485總線(xiàn)接口使用RSM485D芯片實(shí)現，以太網(wǎng)通信接口使用以太網(wǎng)控制器ENC28J60和RJ45插座HR911102A實(shí)現;輸出控制電路采用啟動(dòng)繼電器閉鎖形式;顯示電路使用液晶顯示屏實(shí)現^[8]。

　　2.2.1 輸入信號測量電路設計

　　在設計測量電路時(shí)，假定輸入電壓的額定值為220V，輸入電流的額定值是5A，輸入電壓信號先經(jīng)過(guò)一個(gè)110kΩ電阻，將其變換為-2mA~2mA的電流信號，然后使用2mA/2mA電流互感器進(jìn)行采樣，輸入電流直接使用5A/5mA的電流互感器進(jìn)行采樣，采樣后的信號經(jīng)過(guò)調理電路后，送給ATT7022D的差分信號輸入端，所設計的測量電路如圖3所示。圖3中的UAP、UAN為輸入電壓UA經(jīng)采樣和信號調理后的差分輸出端子，同理輸入電壓UB的差分輸出端為UBP和UBN，輸入電壓UC的差分輸出端為UCP和UCN;IAP、IAN為輸入電流IA經(jīng)采樣和信號調理后的差分輸出端子，同理輸入電流IB的差分輸出端為IBP和IBN，輸入電流IC的差分輸出端為ICP和ICN。