电力 *** 作电源监控系统对电源监测和管理的设计方案

1 引言

电力 *** 作电源监测系统是随着电力系统自动化运行而产生的，该系统可以对变电站中的交流供电电源、直流控制电源、备用 *** 作电源以及开关状态等进行参数监测、故障报警等 *** 作。从而及时地发现电力系统的异常情况，提前做好防范以保证电力系统连续可靠地运行。同时，当电力系统出现故障时为继电器以及断路器等二次设备提供备用 *** 作电源，对设备进行保护。

电池巡检仪是备用电源的检测装置，主要的功能是对单体电池的电压、温度、容量等参数进行检测，提供充电控制以及故障报警等功能，从而可以合理地控制电池，延长电池使用寿命，提高系统的可靠性。

电源监控系统起步于80年代末，当时它只能监控一个独立的直流供电系统或一个局（站），且电源监控水平不高，可靠性较低。90年代以后尤其是近几年来，伴随着计算机、通信技术的迅猛发展和电源装备水平的提高，电源监控也逐渐成熟起来，发展到可以监控多回路甚至是多个系统。

电力 *** 作电源监控系统配合合理的控制器，通过控制高压断路器以及其他的继电器设备，可以完全实现电力系统的安全运行和自动调度，从而满足现代化电力调度的需要。

2 系统总体设计方案

此电源管理仪器主要用于中小型变电站的 *** 作电源以及备用电源的监测和管理，为了更好的节约备用电池的能源，选择低功耗的MSP430F149微控制器作为设备的处理器。

2.1 采样模块

交流模块采用ATT7022B交流三相电能计量器件处理交流部分的有功功率、无功功率、谐波、电压、电流等参数。ATT7022B价格比较便宜，而且具有SPI（serial peripheral interface，串行外围设备接口）接口，能够方便地与MSP430F149单片机进行通信。

开关量监控，包括交流断路器分合闸状态（主、备用电源共两路）、交流控制电源8路、直流断路器的分合状态。

直流量监控，包括环境温度、电池温度、单片机温度、单体电池电压、直流合闸电源2路、 *** 作电压和合闸电流。

2.2 人机接口模块

键盘是主要的输入来源。为了节约成本，系统采用扫描方式实现矩阵键盘，采用中文液晶显示。

2.3 通信模块

由于单片机内具有UART,因此采用RS-232串行通信方式实现与上位机的通信。为了实现与上位机电平匹配，采用SP3220E作为接口电平转换器。设备的工艺流程如图1所示。

 

 

       根据图1，由交流电压到直流电压的顺序介绍系统的工艺过程。

蓄电池组管理。整流后的电压一般高于蓄电池组电压以供电池组充电，当其用于工作电源时，可通过二极管对其进行降压，K1、K2等开关用于选择降压值，其通断由处理器控制，处理器对电池组中单个电池状况进行巡回检测，实时反应电池的使用状态，便于及时了解电池状况。

交流参数检测。系统采用专用的电能计量器件ATT7022B对交流电网的电压、电流、有功功率、功率因数、谐波等参数进行检测，并通过该器件自带的SPI接口与单片机相连。

管理系统与上位机以串行方式通信。上位机可对此系统进行检测，并能修改控制参数，从而实现遥测、遥信、遥控、遥调等四种遥控功能。

设备的硬件原理结构如图2所示。其主要功能模块包括：