基于单片机的电流互感器试验台系统设计

胡广鹏

摘要：本系统设计以单片机技术为核心，采用结构模块化设计，包括数据采集、数据处理、显示模块、存储模块和打印模块。具有通用化程度高，操作简便等优点，有很高的使用价值。

关键词：单片机;电流互感器;系统设计

中图分类号：TM452 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2018）11-0023-01

0 引言

电流互感器是电力系统中广泛采用的电流传感及变送设备，它将高压大电流变成低压的标准信号，传送给二次设备进行测量、控制和保护。其精度和可靠性与电力系统的安全、可靠、经济运行密切相关[1]。如果发生故障，将给电网和大型用电设备带来巨大损失。本试验台可对电流互感器的比差、角差进行测量。系统以单片机为核心，通过智能测量技术对电流互感器的比差、角差参数进行测试和校核。系统采用电流法测量电流互感器，是一种理想的测量方法，用标准互感器测量的值与被测互感器的测量值进行比较，从而判断被测互感器是否合格[2]。一般情况下，标准互感器的精度等级至少要高于互感器的精度等级两级。目前基本采用该传统方法对电流互感器进行比差、角差测量，较其他方法成熟，可靠性好，测量精度较高，容易实现。

1 系统硬件构成

本系统采用LJD-51单片机控制板是以89C51处理器为核心，将常用外围电路集成在一个电路板上，具有丰富的外设接口，可以使用户在初期设计时省去许多硬件麻烦，可以专注于软件开发，经济性较好。LJD-51单片机控制板具有存储扩展功能，采用双向总线驱动器74LS245作数据总线驱动，扩展了一个可编程I/O并行口扩展集成电路8255A扩展3个8位24I/O口，另外还扩充了16路带隔离的I/O口，一个标准时钟电路DS12C887，具备自带锂电池年、月、日、时、分、秒 、星期、润年、自动运行，用户只需设置初值或读取时钟即可，A/D转换电路用高速AD574转换器，可以采样0-10V、0-20V、-5V-+5V、-10V-+10V的信号LF398为采样保持器，采样中断为INT1（P3.3）需要外接-12V，+12V或者-15V，15V。标准RS232、RS485串行口和26线标准微打印接口，一个20线接口的LCD液晶显示接口，可接各种字符、点阵、图形的液晶显示板等，满足系统基本使用要求。

系统硬件主要有标准电流互感器、柱式接触调压器、升流器、步进电动机、步进电动机驱动器、单片机控制板、繼电器、交流接触器、螺旋式熔断器、显示器、断路器、开关电源、按钮、转换开关、指示灯、角差测量电路板等构成。硬件系统框图如图1所示，角差测量电路板电路原理图如图2所示。

2 系统软件设计

根据电流互感器比差、角差测量需要，系统采用模块化设计思路，模块化编程。系统初始化后，自检合格，接收到数据采集指令，采集数据并进行分析，获得相应的比差值，并能够显示，同时将采集数据和分析数据进行外接USB设备存储，用于试验数据保存与后期详细分析，可对没有标识的电流互感器进行比差、角测量也可进行定性测量。系统软件流程图如图3所示。

3 结语

本试验台在传统试验方法的基础上进行了一些改进，系统采用集成单片机控制板，使电流互感器比差、角差测量系统开发难度降低、提高了精度、数字化显示、安全可靠、操作简便。通过实际应用，充分证明其性能可靠、准确度高、安全、可靠，可为电流互感器检测提供保障，具有很高的使用价值。

参考文献

[1]赵修民，测量用电流互感器[M].北京：机械工业出版社，1996.

[2]吕德意.电流互感器比差及角差的试验方法及要求[J].科技与创新，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