???圖3 分機(jī)系統(tǒng)電路框圖
????分機(jī)單片機(jī)采用51系列中實(shí)用的ATMEL公司生產(chǎn)的AT89S51單片機(jī)。AT89S51單片機(jī)片內(nèi)4K程序存儲(chǔ)器是FLASH工藝,存儲(chǔ)器可用電的方式瞬間擦除、改寫。縮短設(shè)計(jì)、開發(fā)時(shí)間。
????數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)將現(xiàn)場電流、電壓模擬信號(hào)經(jīng)電壓形成、采樣保持、低通濾波器(ALF)、A/D轉(zhuǎn)換器變成數(shù)字信號(hào)。系統(tǒng)正常工作時(shí)各分機(jī)不斷地進(jìn)行數(shù)據(jù)采集,數(shù)字信號(hào)通過接口電路傳送給AT89S51單片機(jī)P0口。
????AT89S51單片機(jī)將采集數(shù)據(jù)與程序存儲(chǔ)器中的整定值進(jìn)行比較,如果采集數(shù)據(jù)大于整定值,確認(rèn)為過流后,分機(jī)立即報(bào)告主機(jī),并報(bào)告分機(jī)編碼,等待主機(jī)進(jìn)一步確認(rèn),如果主機(jī)確認(rèn)該分機(jī)對應(yīng)出線過渡過流故障,分機(jī)立即動(dòng)作;如果主機(jī)確認(rèn)該人機(jī)無過流故障,分機(jī)不動(dòng)作。
????開關(guān)量輸入、輸出接口部分是微機(jī)保護(hù)系統(tǒng)與外部聯(lián)系的部分。為提高系統(tǒng)抗干擾能力,開關(guān)量輸入、輸出電路經(jīng)光電隔離芯片與AT89S51單片機(jī)P1口連接。如果分機(jī)需動(dòng)作,分機(jī)通過開關(guān)量輸出電路驅(qū)動(dòng)相應(yīng)繼電器,如跳閘出口繼電器、信號(hào)繼電器。
????串行通信接口將分機(jī)與主機(jī)聯(lián)接成一個(gè)有機(jī)整體。為提高分機(jī)、主機(jī)可靠性以及抗干擾能力,串行通信接口分別通過光電隔離芯片與分機(jī)、主機(jī)連接。分機(jī)通過串行通信可將本線路過流信息及分機(jī)編碼傳送給主機(jī),使主機(jī)能夠邏輯判斷過流故障。由于AT89S51單片機(jī)串行口輸出電平是TTL電平,不能進(jìn)行遠(yuǎn)距離通信,須進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換?,F(xiàn)典型三級供電網(wǎng)是由100~1000m電纜組成,因此通信距離至少滿足1000m。目前RS-485最遠(yuǎn)通信距離為1200m,標(biāo)準(zhǔn)節(jié)點(diǎn)數(shù)32個(gè),符合設(shè)計(jì)要求,因而可外擴(kuò)展RS-485電平轉(zhuǎn)換電路。AT89S51單片機(jī)輸出的TTL電平通過光電隔離芯片后,由MAX485芯片轉(zhuǎn)換為RS-485電平后與主機(jī)通信。
????4.2 系統(tǒng)主機(jī)硬件組成及工作原理
????選擇性速斷過流保護(hù)系統(tǒng)主機(jī)由PC機(jī)、RS-485/ RS-232轉(zhuǎn)換器組成。系統(tǒng)主機(jī)電路框圖如圖4所示。
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????圖4 主機(jī)系統(tǒng)電路框圖
????分機(jī)通過串行通信傳送的RS-485電平由RS-232/ RS-485轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為RS-232電平,最后輸入PC機(jī)的RS-232接口。反之PC機(jī)通過串行通信將故障反饋信息送給對應(yīng)分機(jī)。為保證主機(jī)與各級通信距離不超過1200m,系統(tǒng)設(shè)計(jì)將主機(jī)安裝在井上中央變電所。