基于ARM和GPRS的变压器负荷检测仪.pdf

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1、旦遮进盛墨日置麦旦doi：10．3969／j．issn．1671—1041．2010．02．019基于ARM和GPRS的变压器负荷检测仪高璞，高永华，郝建红(1．华北电力大学电气与电子工程学院，北京102206；2．石家庄学院物理系，石家庄050035)摘要：本文提出了基于ARM和GPRS的变压器负荷检测仪的硬件和成了包括存储器接口，A／D，JTAG等在内的丰富的硬件资源，软件设计。可简化外围设备与微处理器的硬件连接程度，提高系统运行关键词：变压器；ARM；GPRS的可靠性和稳定性。中图分类号：TP368．1文献标识码：A2．2电压和电流采集的硬件设计ARMandGPRsbased

2、thecheckingand本检测仪采样电路是装置电路中很重要的部分。它关系到检测仪保护动作的速度和测量精度。采样电路由6路高精measua~deviceofloadoftra~orlller度的电压互感器与6路高精度的电流互感器、精度12位的A／GAOPu，GAOYong．hua，HAOJian．hong’D转换器件MAX197、电子开关等元件组成。(1．CollegeofElectric&ElectronicEngineering，NoahChinaPower电压与电流互感器的作用是隔离、规范输入的电信号，将University，Beijing102206，China；2．De

3、partmentofPhysics，Shiji-系统二次侧的高电压与大电流转换为相应的弱电压信号，与azhuangUniversity．Shijiazhuang050035，China)计算机电路的电平相匹配。MAX197的作用是将这些弱电压Abstract：Thepaperhasintroducedthedesignofhardwareandsoft-信号进行A／D转换，变为计算机可以接受的数字信号，其采样wareofthecheckingandmeasuringdeviceofloadoftransformer周期每秒800次。basedonARMandGPRS．MAX197是

4、12位的A／D转换芯片，内部包括l2位的A／DKeywords：transformer；ARM；GPRS转换器、高性能比较器、比较逻辑寄存器、逻辑控制电路、时钟电路以及数据锁存器等。我们以标准5V电压计算，MAX197O引言可以分辨的最小电压为1．22mV，其精度能满足现场的需要：在许多用电场合，电力负荷是波动的。例如货场与港口，Q：／(2一1)n=12，B=5V白天的装卸工作繁忙，用电量比较大；到了夜晚，主要是照明Q=5V／(2一1)：5(4096—1)=1．22mv用电，所以负荷变化十分明显。使用单台大容量变压器供电2．3温度测量的硬件设计模式，存在着轻载时自体能耗比重较大的问

5、题。如果变压器温度传感器采用DS18B20数字温度传感器，它是美国出现了故障，则系统还需要停电检修。为了适应现场的需求，Dallas半导体公司生产的数字化温度传感器，它通过单总线进我们研制了变压器负荷测试仪。行通信，即仅需要一条数据线和地线就能与微处理器通信。变压器负荷检测仪引用了双台变压器并行、带负荷切换2．4GPRS模块的硬件设计功能的运行模式。它可以实时检测主供、辅供两台变压器，根GPRS通信模块采用_厂市场上可供二次开发的标准模块。据电力负荷峰谷状况，通过自动切换来调整蹰台变压器运行这些模块提供标准的UART串行接口，支持GSM07．05所定模式，达到节能的目的。义的AT命

6、令集指令。因此，微机控制单元(MCU)能非常方便当某台变压器出现故障时，变压器负荷监测仪可以自动地通过UART接[_1与GPRS模块连接，并直接使用AT命令就切换，切除故障变压器，保证系统的正常运行。可以方便简洁地实现短信息的收发、查询和管理。本监测仪采变压器负荷监测仪使用_rGPRS模块，增加了通讯性能。用GPRS通信模块为Wavecome的WMO2系列。故障信息可通过短信的方式发送到指定人员手机中，为及时2．5系统抗干扰性了解和排除故障提供了方便。特别在偏远地区、海岛等架设考虑系统的抗干扰能力和$3C2410X微处理器的安全工通信线路困难或不经济的地方，工程服务设施可以自由灵活

7、作，输入信号采用光电耦合实现现场信号与主机的信号隔离，地设置，不再受地形条件的限制，具有良好的应用前景。输出信号经放大后有继电器驱动执行机构动作，从而使主机的输出与现场实现电气隔离。l系统结构设计基于ARM的变压器负荷智能检测仪的硬件有$3C2410X3系统软件设计微处理器、电压和电流互感器板、控制输出板、电源转换模块、3．1主程序设计温度传感器、GPRS模块、LCD显示屏等部分组成如图1。系统的工作流程为：系统上电后，首先进行初始化程序，然后测量两台变压器经过电流互