远程电力安全测控系统的设计与实现

1  引言
    近年来，我国的电力系统迅速发展，许多变电站和供电所都在进行自动化和无人值守的改造，因此在变电站等电力系统中应用状态监测与控制技术以及发展新的状态监测与控制技术已成了我国电力综合自动化系统研究中的最重要的任务之一。本系统一方面减少电力工作人员直接与事故源接触的机会，保障了电力工作人员的人身安全；另一方面，配合其它安防系统，在一定程度上可以实现变电站的无人值守，同时也减少了变电站的财政开支。
2  系统体系结构设计
    本系统主要由主控模块与遥控器模块两个模块组成。
2.1  遥控器模块
    遥控器模块包括射频收发器和遥控处理芯片AT89C51它们连接的方法是相同的；为方便用户实时查看高压电线的电压值和设置新的参考电压等，在遥控器端我们添加LCD1602液晶显示屏和一个4×4的矩阵键盘，分别接在AT89C51的P0口和P3口上。其硬件结构图如图1所示。

    图1 遥控器模块硬件结构图

2.2  主控模块
    在主控模块部分，A/D数模转换子块与电压传感器模块相连，接收来自电压传感器发过来的模拟信号；主控芯片AT89C51的P2口与模拟高压开关模块相连，发出高低电平来控制开关电路的闭合状态；主控芯片还与射频收发器相连，将处理后的高压电线的电压值发给用户。其主控模块硬件结构图如图2所示。

图2  主控模块硬件结构图

3  软件系统实现
    在硬件结构的基础上，必须设计相应的软件才能发挥其应有的功效。软件系统主要由系统初始化模块、启动自检模块、主控制模块、数据采集模块及各中断服务程序模块等几大部分组成，以下重点介绍主控程序设计方法。软件系统的主控程序为一循环程序。主控模块部分主要由主控程序（见图3）、中断程序、模拟开关控制程序、射频收发程序等组成。
3.1  主控模块流程

图3  主控模块程序流程图[!--empirenews.page--]

相关主控模块程序如下：
#include <reg52.h>
#include <ABSACC.h>
#include <intrins.h>
#include <stdio.h>
#define uint  unsigned int
#define uchar unsigned char
void main( )
{
void delay(uint z);    //延迟函数
void Init();           //初始化函数
while(1)               //给出一个死循环，不停地采样
  {   //接收中断
      AD= Read_ADC();            //获取从AD转换器的电压数据
      ADCON &= ~0x10;            //将ADCON.4（ADCI）清零以启动新转换
      Send(AD);                  //将当前模拟电路电压发回至摇控显示
      Delay(5000);                  //延时5毫秒
       ES=0;                       //关串口接收
If (auto=1)                 //判断模拟开关调控是手动还是自动
 {            
             If (AD<=v1-v2 || AD>=v2+v2)  //从AD得到的电路电压值与参考值的比较
                {
                 Switch=1;     //当AD数值与参考值相差很远,即高压或低压等故障,将模拟电路关闭
                 Delay(10000);        //延时10毫秒
}
}
ES=1;                      //开串口接收
}
3.2 遥控模块流程

图4 遥控模块程序流程图

    遥控器程序（参见图4）与主控模块的功能相互对应，通过无线双工协议发射控制命令到主控模块，然后对被测电压值通过无线网络传送回遥控器，进而显示被测电压值。
4  总结
    本系统对现行的一些高压电力系统的电力开关控制作了简要而实用的改进与相关问题的解决，仅对被测非正常电压切断与闭合，缺乏对现行非正常电压的稳定电路。由于本系统采用模块化与接口的设计思想和无线网络的通讯模式，硬件的更改和软件的移植都非常方便，本系统的体积小，功耗低，成本低、可靠性高，适用于中小型变电站的无人值守改造与后续电路的保护，具有一定的经济效益。