基于單片機的電流互感器試驗臺系統設計

胡廣鵬

摘要：本系統設計以單片機技術為核心，采用結構模塊化設計，包括數據采集、數據處理、顯示模塊、存儲模塊和打印模塊。具有通用化程度高，操作簡便等優點，有很高的使用價值。

關鍵詞：單片機;電流互感器;系統設計

中圖分類號：TM452 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2018）11-0023-01

0 引言

電流互感器是電力系統中廣泛采用的電流傳感及變送設備，它將高壓大電流變成低壓的標準信號，傳送給二次設備進行測量、控制和保護。其精度和可靠性與電力系統的安全、可靠、經濟運行密切相關[1]。如果發生故障，將給電網和大型用電設備帶來巨大損失。本試驗臺可對電流互感器的比差、角差進行測量。系統以單片機為核心，通過智能測量技術對電流互感器的比差、角差參數進行測試和校核。系統采用電流法測量電流互感器，是一種理想的測量方法，用標準互感器測量的值與被測互感器的測量值進行比較，從而判斷被測互感器是否合格[2]。一般情況下，標準互感器的精度等級至少要高于互感器的精度等級兩級。目前基本采用該傳統方法對電流互感器進行比差、角差測量，較其他方法成熟，可靠性好，測量精度較高，容易實現。

1 系統硬件構成

本系統采用LJD-51單片機控制板是以89C51處理器為核心，將常用外圍電路集成在一個電路板上，具有豐富的外設接口，可以使用戶在初期設計時省去許多硬件麻煩，可以專注于軟件開發，經濟性較好。LJD-51單片機控制板具有存儲擴展功能，采用雙向總線驅動器74LS245作數據總線驅動，擴展了一個可編程I/O并行口擴展集成電路8255A擴展3個8位24I/O口，另外還擴充了16路帶隔離的I/O口，一個標準時鐘電路DS12C887，具備自帶鋰電池年、月、日、時、分、秒 、星期、潤年、自動運行，用戶只需設置初值或讀取時鐘即可，A/D轉換電路用高速AD574轉換器，可以采樣0-10V、0-20V、-5V-+5V、-10V-+10V的信號LF398為采樣保持器，采樣中斷為INT1（P3.3）需要外接-12V，+12V或者-15V，15V。標準RS232、RS485串行口和26線標準微打印接口，一個20線接口的LCD液晶顯示接口，可接各種字符、點陣、圖形的液晶顯示板等，滿足系統基本使用要求。

系統硬件主要有標準電流互感器、柱式接觸調壓器、升流器、步進電動機、步進電動機驅動器、單片機控制板、繼電器、交流接觸器、螺旋式熔斷器、顯示器、斷路器、開關電源、按鈕、轉換開關、指示燈、角差測量電路板等構成。硬件系統框圖如圖1所示，角差測量電路板電路原理圖如圖2所示。

2 系統軟件設計

根據電流互感器比差、角差測量需要，系統采用模塊化設計思路，模塊化編程。系統初始化后，自檢合格，接收到數據采集指令，采集數據并進行分析，獲得相應的比差值，并能夠顯示，同時將采集數據和分析數據進行外接USB設備存儲，用于試驗數據保存與后期詳細分析，可對沒有標識的電流互感器進行比差、角測量也可進行定性測量。系統軟件流程圖如圖3所示。

3 結語

本試驗臺在傳統試驗方法的基礎上進行了一些改進，系統采用集成單片機控制板，使電流互感器比差、角差測量系統開發難度降低、提高了精度、數字化顯示、安全可靠、操作簡便。通過實際應用，充分證明其性能可靠、準確度高、安全、可靠，可為電流互感器檢測提供保障，具有很高的使用價值。

參考文獻

[1]趙修民，測量用電流互感器[M].北京：機械工業出版社，1996.

[2]呂德意.電流互感器比差及角差的試驗方法及要求[J].科技與創新，2015（15）：7+16.

Design of Current Transformer Test-bed System Based on Single Chip Microcomputer

HU Guang-peng

（Baiyin Institute of Mining and? Metallurgy ， Baiyin Gansu? 730900）

Abstract：The system is designed with single chip technology as the core， using modular structure design， including data acquisition， data processing， display module， storage module and printing module. The utility model has the advantages of high generalization degree， simple operation， etc.， and has high application value.

Key words：single chip computer; current transformer; system design