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配电变压器是将电压直接分配给低压用户的电力设备,是低压配电网与用户配电网的分界点,配电变压器的运行数据是整个配电网基础数据的重要组成部分。配电变压器监控终端(以下简称“配电终端”)可以实时采集配电变压器的运行数据,能够对配电变压器的运行状态实施实时监测,及时发现配电变压器运行中出现的异常情况。
通过广泛的市场调研,发现国内市场上的配电终端存在价格过高、运行不稳定,难以对配电变压器进行实时监控等问题。本文结合我国配电网改造需要和配电自动化系统的特点,在对配电终端工作原理和设计方案不断探索和研究之后,提出了一种“基于ARM9的配电监控终端”的设计方案,该终端有效地解决了上述问题。
“三相交流电参数测量模块”(以下简称“表模块”)是“基于ARM9的配电监控终端”中的一个子模块,它不仅能够高精度采集三相交流电参数,而且创新性地引入了数据中继功能,保证了对配电变压器运行状态的实时监测。
首先,本文结合配电监控终端的工作原理提出了本次配电终端的功能需求,给出了配电终端整体的设计方案,并且对表模块与配电监控终端的关系行进了介绍,针对表模块给出了详细的性能设计指标和功能设计需要。
然后,对表模块设计的功能需求和性能参数进行了分析,选定以高精度高稳定性三相交流电电能量计量芯片ATT7022B为核心进行表模块硬件电路设计,确定了表模块的硬件电路设计方案,并且对表模块各子模块电路进行了详细阐述,对ATT7022B的功能、数据采集原理进行了详细介绍,阐述了表模块在硬件电路设计上的抗干扰性举措。
接下来,本文系统阐述了表模块的软件设计,完成了与表模块有关的RS-485通信协议/无线通信协议、校表通信协议制订工作,完成了表模块程序设计,包括电参数采集程序设计、中继程序设计、校表程序设计、通信程序设计(包括485通信和无线通信)。
最后,对ATT7022B的校表原理进行了详细介绍,给出了表模块的具体校表流程,为表模块搭建了软件校表平台,并且在常温和高低温环境中对表模块进行了性能测试,也进行了数据中继功能的测试。