嵌入式系統在電網遠程監控中的應用

　　針對電網遠程監控系統的現狀和發展趨勢，研制了一套基于TCP協議的客戶/服務器機制的電網遠程監控系統。本文研發了一套電網遠程監控系統，以適應對電力質量管理的新的需求。本系統可實現對電網參數的主動測量、分析、自動存儲等功能，通過Internet光纖環網將電網監測數據傳送到調度室的監控主機，工作人員可以對遠程設備的運行狀況進行及時、準確的監控，對其故障先兆做出判斷和預測，采取有效措施解決問題，保證大型機組安全運行，防止惡性事故的發生，避免了定期檢修引起的生產停頓，起到預防和消除故障的作用，提高設備運行的可靠性、安全性和有效性。

　　1 電網遠程監控系統的總體架構設計

　　本文所設計的電網遠程監控系統由監控主機、電網監測儀、光端交換機及光纖環網組成。監控主機可以通過光纖環網對多個電網監測儀進行監控，電網監測儀可以自動識別、儲存并顯示電網電壓、電流、頻率及功率等參數，通過光纖環網傳送至監控主機。本系統的數據傳輸介質選用的是單模光纖，相比傳統的串口總線RS232/RS485、CAN、非屏蔽雙絞線UTP,光纖通訊具有傳輸距離遠、數據吞吐量大、可擴展性強等諸多優點，非常適合遠距離通訊的特點。圖1為電網遠程監控系統的結構圖。

　　圖1 電網遠程監控系統的結構圖

　　2 電網監測儀的設計

　　電網監測儀采用PHILIPS公司的LPC2131作為主控芯片，LPC2131是基于一個實時仿真和嵌入式跟蹤的32/16位ARM7TDMI-STMCPU的微控制器，并帶有32KB的嵌入高速FLASH存儲器，含有1個10位8路A/D轉換器及內部實時時鐘。可以對電網電壓、電流、頻率及功率等參數進行監測、顯示及儲存，并通過TCP/IP協議將數據發送至上位機。圖2為電網監測儀的系統框圖。

　　圖2 電網監測儀的系統框圖

　　2.1 電壓電流檢測

　　在電壓電流信號檢測中，本系統采用直流采樣法，需采集U、V、W三相電壓以及四相電流信號(含零線電流)，圖3中PT1為電流型電壓互感器，A相輸入電壓經限流電阻R1使PT1初級的額定電流為2.2 mA,次級會產生一個相同的電流。通過運算放大器(LF353)，調節反饋電阻R2的值，即可在輸出端得到所需的電壓輸出。