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1、1 / 13 变压器微机保护装置的设计原理 1、设计背景 。2，若变压器最高温度没有高于线圈材料的熔点，则可以待变压器 冷却后直接自动重启。 报警模块： 8 / 13 图 3-11 报警模块电路图 5、键盘与显示 键盘模块： 当维修人员修复好烧坏的变压器线路时，按键以提示系统可以重新启动。 图 3-12 键盘模块电路图 显示模块： 在电力变压器智能保护装置中，我们采用LCD1602液晶显示模块，它具有微功耗，体 积小，显示丰富，超薄轻巧的诸多有点，在各类仪表和低功耗系统中得到了广泛的应用。 此外，程序简单，如果用数码管动态显示，会占用很多时间来刷新显示，而这里用到的 LCD1602 能够自动完
2、成此功能。 显示模块电路图： 9 / 13 图 3-13 显示模块电路图 6、RS485串行口通信模块 在综合了传输距离，传输成本等多种因素后我们选择串行口通信，进行数据的创送。 为了防止外界干扰，首先采用高速光耦将单片机的UART口和 RS-485 通信器件隔离，单片 机和 RS-485 通信器件单独供电，这样由通信线路从外界引入的干扰将止于高速光耦处， 不会从光耦进入单片机，大大提高了单片机的稳定性。单片机异步通信口与76176 之间采 用光电隔离 数据通信模块： 10 / 13 图 3-14 RS485 串行通信电路图 7、设计总图 图 3-15 变压器智能保护系统电路图 11 / 13
3、 四、软件流程设计 1. 综合分析 综合考虑主变压器智能保护系统的高实时性、多任务多线程、AT89C51的硬件条件和 实际可操作性，最后确定以51 系列COS-II的小型实时操作系统作为系统控制的运行 平台，在其基础上进行主变的智能实时测控保护。 综合考虑本系统需要实现的功能，总结出了八大任务可供系统调用：温度检测任务、 一二次侧电流检测任务、一二次侧电压检测任务、开关量输出任务、信息显示任务、键盘 检测任务、 RS-485总线通信任务、智能报警任务。 在这些任务中，温度检测任务、电流、电压检测任务、开关量输出任务、信息显示任 务、报警任务均没有外部中断启动条件，因此，这些任务都作为时钟实时定
4、时任务。键盘 输入的检测也是由时钟实时定时任务来完成。RS-485 总线通信任务是由外部中断触发启动 或 者内 部 事 务 主 动调 用 启 动 。 本 系 统 的 开 发 编 译 环 境 采用 Keil Vision3 ， 它 是 KeilSoftware公司最新出品的51 系列兼容单片机 C语言软件开发系统。 2. 软件算法 本系统的软件算法主要涉及到温度监测、一二次侧电压电流监测、键盘显示控制、通 信控制、系统报警调度控制。 温度监测将作为一个系统时钟中断驱使任务，可定时实时完成；电流、电压监测也将 作为一个系统时钟中断驱使的任务，定时实时完成；供显示任务和通信任务调用；键盘显 示控制中
5、共有 4 个按键，先由 2 个 I O口扫描输出，然后再由2 个 I O扫描输入，确定 按键是否按下；通信控制算法主要是解决通讯任务的启动方式，分为实时中断启动和随机 中断启动两种方式；系统调度控制的作用是对上述几个任务进行调度和分配，同时也承担 系统各控制参数的修改、控制和检测。 3. 软件流程图 简易） 12 / 13 主程序流程图 图 4-1 软件流程图 五、设计总结 主程序开始 各模块初始化 时钟更新 判 断 变 压 器 温 度 是 否 高 出 材 料 熔 点？ N Y 判断变压器一二次 侧电压或电流是否 大于额定值？ 亮警示灯，鸣笛 液 晶 显 示 电 流 电 压大小 N Y 自 动
6、 终 止 变 压 器 工 作 ， 待 变 压 器 冷却后自动重启 返回 自 动 终 止 变 压 器 工 作 并 亮 灯 ， 鸣 判 断 维 修 人 员 是 否 按 下 维 修 完 成 键？ N Y 系 统 重 新 自 动 启 动 时钟中断 13 / 13 新型主变压器集成式电量与非电量智能测控装置实现了“集成化”和“智能化”。其 硬件电路采用AT89C51作为控制器的核心，从而大大降低了整个测控装置的功耗和体积， 提高了实时控制能力。软件设计上，以实时操作系统为平台，并在其基础上快速、良好而 又实时地运行各种检测和显示任务，达到了智能化和实时性的目的。 对于本次实验，我的收获是很大的：首先，加深理解了单片机的知识，并运用学到的 专业知识和研究思路进行了对电力系统领域问题的研究；其次，我们在课程设计中得到了 很好也很难得的锻炼机会，这是平时的实验根本不可能达到的训练目的。同时培养了自己 严谨求实的研究、学习作风！我也充分体会到系统设计的艰难与曲折！ 六、文献参考 1公茂法单片机原理与实践北京航空航天大学出版社2009 2郭天祥十天学会单片机北京师范大学出版社2000, 6 3刘军华传感器技术及应用实例电子工业出版社2008, 5