CN109298283A - 一种基于单片机的配电线路故障检测装置 - Google Patents

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李岩
韩涛
张建民
张春美
张洪帅
孙晨
尚新宇
闫凯
董金龙
王睿
焦程炜
侯国强
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Abstract

本发明涉及一种基于单片机的配电线路故障检测装置，其特征在于，包括：设置在每条配电线路上的从单片机，每个从单片机均通过从MAX487芯片连接到主MAX487芯片，所述的主MAX487芯片连接到主单片机，所述的主单片机通过RS‑485总线连接到上位机的LabVIEW软件模块；配电线路连接有电压互感器，所述的电压互感器连接有运算放大器和滤波电路，所述的运算放大器连接有A/D采集电路，所述的A/D采集电路连接所述的从单片机。

Description

一种基于单片机的配电线路故障检测装置
技术领域
本发明属于电力线路检测技术领域，涉及一种电网线路故障的检测装置，尤其是一种基于单片机的配电线路故障检测装置。
背景技术
在我国的中压配电网中，多数采用小电流接地方式，也就是中性点非有效接地运行方式。
对于故障而言，单相接地短路故障在小电流接地方式的中压配电网中发生频率最高。所以，对于配电线路中发生永久性的单相接地故障，必须快速准确的判断出故障发生的区域（线路）和位置，缩短非故障区域的供电恢复时间，提高整个电力系统的安全可靠性。
目前，在检测配电线路故障的方法中，主要是利用配电网的数据监控和采集，它主要包括配电变电站自动化、馈线自动化和配电巡检及低压无功补偿和配网监测等技术手段。
但是，由于配电网络的高度复杂性，并且多为架空线路，在输电过程中造成损耗严重，电能质量较差，自动化的故障处理水平较低，同时，用于线路上的大量监测和评估设备及装置成本很高，这与电网的经济运行相悖。一般的检测设备由于故障波的传播会造成故障的误判断，进而引起继电保护设备的误操作，引发整个电网的不稳定运行。此为现有技术的不足之处。
因此，针对现有技术中的上述缺陷，提供设计一种基于单片机的配电线路故障检测装置。
发明内容
本发明的目的在于，针对上述现有技术存在的缺陷，提供设计一种基于单片机的配电线路故障检测装置，以解决上述技术问题。
为实现上述目的，本发明给出以下技术方案：
一种基于单片机的配电线路故障检测装置，其特征在于，包括：
设置在每条配电线路上的从单片机，每个从单片机均通过从MAX487芯片连接到主MAX487芯片，所述的主MAX487芯片连接到主单片机，所述的主单片机通过RS-485总线连接到上位机的LabVIEW软件模块；
配电线路连接有电压互感器，所述的电压互感器连接有运算放大器和滤波电路，所述的运算放大器连接有A/D采集电路，所述的A/D采集电路连接所述的从单片机。
作为优选，所述的从单片机采用型号为PIC16F888单片机。
作为优选，所述的主单片机采用型号为PIC16F887单片机。
从单片机和主单片机采用的是PIC16F系列单片机，采用的是精简指令集，采用了数据和指令总线分离的哈佛总线结构，因此大部分指令都是单周期指令，这样就会有更快的运行速度和更高的执行效率。
作为优选，从单片机与从MAX487芯片之间的接口连接关系如下：
从单片机的RC5/RX/DT端口连接到从MAX487芯片的RO端口；
从单片机的RC4/C2OUT端口连接到从MAX487芯片的DI端口；
从单片机的RC3/AN7端口连接到从MAX487芯片的RE和DE端口。
作为优选，主单片机与主MAX487芯片之间的接口连接关系如下：
主单片机的RC7/RX/DT端口连接到主MAX487芯片的RO端口；
主单片机的RC6/TX/CK端口连接到主MAX487芯片的DI端口；
主单片机的RC5/SDO端口连接到主MAX487芯片的RE和DE端口。
作为优选，从MAX487芯片的A端口连接到主MAX487芯片的A端口，从MAX487芯片的B端口连接到主MAX487芯片的B端口。
作为优选，所述的主MAX487芯片还连接有液晶显示器。
作为优选，所述的运算放大器为LM358型号的运算放大器。
作为优选，所述的液晶显示器为LM041L型号的液晶显示器。根据液晶显示器的显示读数，判断出线故障的配电线路。
本发明的有益效果在于，用户通过调节SW来设置从单片机的地址，从而建立主单片机与从单片机的之间的联系；
电压互感器将配电线路上的高电压按照比例关系变换成低等级的标准二次电压，防止电压过高造成器件损坏。
经过电压互感器变换的电压由于谐波的存在，会导致波形失真，因此需要进行滤波，采用的是RC低通滤波器，为方便单片机进行A/D采样，需要将电压信号放大以保障采样的准确性，经过A/D采样电路后的数字信号就会读入从单片机。
此外，本发明设计原理可靠，结构简单，具有非常广泛的应用前景。
由此可见，本发明与现有技术相比，具有突出的实质性特点和显著地进步，其实施的有益效果也是显而易见的。
附图说明
图1是本发明提供的一种基于单片机的配电线路故障检测装置的整体框图。
图2是本发明提供的一种基于单片机的配电线路故障检测装置中从单片机与配电线路的连接框图。
图3是本发明提供的一种基于单片机的配电线路故障检测装置中从单片机与主单片机之间的连接框图。
其中，1-配电线路，2-从单片机，3-从MAX487芯片，4-主MAX487芯片，5-主单片机，6-上位机，7-电压互感器，8-运算放大器，9-滤波电路，10-A/D采集电路，11-液晶显示器。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施例对本发明进行详细阐述，以下实施例是对本发明的解释，而本发明并不局限于以下实施方式。
如图1-3所示，本发明提供的一种基于单片机的配电线路故障检测装置，包括：
设置在每条配电线路1上的从单片机2，每个从单片机2均通过从MAX487芯片3连接到主MAX487芯片4，所述的主MAX487芯片4连接到主单片机5，所述的主单片机5通过RS-485总线连接到上位机6的LabVIEW软件模块；
配电线路1连接有电压互感器7，所述的电压互感器7连接有运算放大器8和滤波电路9，所述的运算放大器8连接有A/D采集电路10，所述的A/D采集电路10连接所述的从单片机2。
本实施例中，所述的从单片机2采用型号为PIC16F888单片机。
所述的主单片机5采用型号为PIC16F887单片机。
从单片机2和主单片机5采用的是PIC16F系列单片机，采用的是精简指令集，采用了数据和指令总线分离的哈佛总线结构，因此大部分指令都是单周期指令，这样就会有更快的运行速度和更高的执行效率。
从单片机2与从MAX487芯片3之间的接口连接关系如下：
从单片机的RC5/RX/DT端口连接到从MAX487芯片的RO端口；
从单片机的RC4/C2OUT端口连接到从MAX487芯片的DI端口；
从单片机的RC3/AN7端口连接到从MAX487芯片的RE和DE端口。
主单片机5与主MAX487芯片4之间的接口连接关系如下：
主单片机的RC7/RX/DT端口连接到主MAX487芯片的RO端口；
主单片机的RC6/TX/CK端口连接到主MAX487芯片的DI端口；
主单片机的RC5/SDO端口连接到主MAX487芯片的RE和DE端口。
从MAX487芯片的A端口连接到主MAX487芯片的A端口，从MAX487芯片的B端口连接到主MAX487芯片的B端口。
所述的主MAX487芯片4还连接有液晶显示器11。
所述的运算放大器8为LM358型号的运算放大器。
所述的液晶显示器11为LM041L型号的液晶显示器。根据液晶显示器的显示读数，判断出线故障的配电线路。
以上公开的仅为本发明的优选实施方式，但本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的没有创造性的变化，以及在不脱离本发明原理前提下所作的若干改进和润饰，都应落在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种基于单片机的配电线路故障检测装置，其特征在于，包括：
设置在每条配电线路上的从单片机，每个从单片机均通过从MAX487芯片连接到主MAX487芯片，所述的主MAX487芯片连接到主单片机，所述的主单片机通过RS-485总线连接到上位机的LabVIEW软件模块；
配电线路连接有电压互感器，所述的电压互感器连接有运算放大器和滤波电路，所述的运算放大器连接有A/D采集电路，所述的A/D采集电路连接所述的从单片机。
2.根据权利要求1所述的一种基于单片机的配电线路故障检测装置，其特征在于，所述的从单片机采用型号为PIC16F888单片机。
3.根据权利要求1或2所述的一种基于单片机的配电线路故障检测装置，其特征在于，所述的主单片机采用型号为PIC16F887单片机。
4.根据权利要求3所述的一种基于单片机的配电线路故障检测装置，其特征在于，从单片机与从MAX487芯片之间的接口连接关系如下：
从单片机的RC5/RX/DT端口连接到从MAX487芯片的RO端口；
从单片机的RC4/C2OUT端口连接到从MAX487芯片的DI端口；
从单片机的RC3/AN7端口连接到从MAX487芯片的RE和DE端口。
5.根据权利要求4所述的一种基于单片机的配电线路故障检测装置，其特征在于，主单片机与主MAX487芯片之间的接口连接关系如下：
主单片机的RC7/RX/DT端口连接到主MAX487芯片的RO端口；
主单片机的RC6/TX/CK端口连接到主MAX487芯片的DI端口；
主单片机的RC5/SDO端口连接到主MAX487芯片的RE和DE端口。
6.根据权利要求5所述的一种基于单片机的配电线路故障检测装置，其特征在于，从MAX487芯片的A端口连接到主MAX487芯片的A端口，从MAX487芯片的B端口连接到主MAX487芯片的B端口。
7.根据权利要求6所述的一种基于单片机的配电线路故障检测装置，其特征在于，所述的主MAX487芯片还连接有液晶显示器。
8.根据权利要求7所述的一种基于单片机的配电线路故障检测装置，其特征在于，所述的运算放大器为LM358型号的运算放大器。
9.根据权利要求8所述的一种基于单片机的配电线路故障检测装置，其特征在于，所述的液晶显示器为LM041L型号的液晶显示器。
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