供电系统用高压大电流在线监测系统.doc

摘要：这篇文章主要设计了一种配电站使用的用于监测高压大电流的智能在线监测系统。本系统的控制核心为单片机AT89C51，此设计将采用单片机AT89C51来进行高压大电流的数据采集以及数据显示。同时使用高精度的A/D采集芯片TLC2543来将模拟量信号转换为数字量信号，最后使用液晶显示器LCD1602来显示参数。本系统特别加入了报警装置，如果系统的工作参数不在安全的控制范围内则会使用LED灯以及蜂鸣器进行报警。与此同时此系统还拥有键盘电路，可以用来进行一路电压以及七路电流之间的相互转换。

该系统采集电流的方案是使用I/V 变换电路。与使用霍尔元件采集电流相比，该方案具有更快的反应时间、更高的精度、良好的线性度、温度相关的漂移值很小等诸多的优点。

关于电压的采集方案，本系统采用的是通过电阻分压的方案，与使用运放衰减相比，该方案有着高效率、高安全性等优点。另外，加入报警电路可以提高系统的安全性以及容错率。

通过实验可以看出，此设计拥有安全度高、设计精简、成本低、测量精度可信度高、调试方便等诸多的优点。非常适合配电站使用，同时也适合其他市场厂家用于提高电压电流在线检测系统，本设计拥有较好的市场使用前景。

关键字：监测；高电压大电流；配电站

目录

摘要

Abstract

1 引言-1

1.1课题开发的背景和意义-1

1.2供电系统用高电压大电流在线监测系统的研究现状-1

1.3课题任务-2

2系统分析与总体方案设计-3

2.1配电站在线监测系统的整体设计-3

2.2数据采样方案-4

2.2.1电压采集方案-4

2.2.2电流采集方案-5

3系统硬件电路设计-7

3.1单片机系统-7

3.1.1单片机选型-7

3.1.2单片机复位电路以及晶振电路-8

3.2 A/D转换电路-9

3.2.1 A/D转换电路芯片选型-9

3.2.2 A/D稳压电源模块-11

3.3电压电流采集电路-12

3.3.1大电压采集电路-13

3.3.2大电流的采集电路-16

3.4人机交互模块的设计-17

3.4.1液晶显示模块-17

3.4.2键盘模块-18

3.5报警控制电路-19

3.5.1 蜂鸣器单元-19

3.5.2 LED报警装置-19

3.6 设计直流电源-20

4软件设计-22

4.1软件系统主程序设计-22

4.2 A/D转换模块的设计-22

4.3 LED灯与报警模块的设计-23

4.4键盘模块的设计-24

5系统调试-26

5.1仪表界面程序调试-26

5.2电压电流监测仿真结果-29

6展望-31

7结束语-32

参考文献-33

致谢-34

附录-35