基于USB接口電路的遠(yuǎn)程電壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

摘要：電網(wǎng)輸出電壓的監(jiān)測(cè)是電業(yè)部門的一項(xiàng)重要工作。由于各變電站之間的距離較遠(yuǎn)，組建專用的計(jì)算機(jī)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)需要較多的資金，設(shè)備維護(hù)也有一定的困難。針對(duì)這種情況，用較低的成本開發(fā)出了基于USB接口電路的遠(yuǎn)程電壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。USB接口可以連接多個(gè)不同的設(shè)備，支持熱插拔，并具有自動(dòng)檢測(cè)的功能。介紹了USB接口電路在遠(yuǎn)程電壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的應(yīng)用。從使用上看，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，維護(hù)方便，滿足了設(shè)計(jì)要求。
關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)采集；電壓監(jiān)測(cè)；USB

0 引言
電力是國家的重要能源，如果電網(wǎng)電壓不穩(wěn)定，會(huì)對(duì)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、居民生活造成很大影響，為此電業(yè)部門要求定量監(jiān)測(cè)電網(wǎng)電壓。電業(yè)部門的管理形式為市供電公司管理下屬各級(jí)變電站，由于各變電站之間的距離較遠(yuǎn)，組建專用的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)需要較多的資金，設(shè)備維護(hù)也有一定的困難。針對(duì)這種情況，我們用較低的成本開發(fā)出了基于USB接口電路的遠(yuǎn)程電壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。從目前使用上看，設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定，維護(hù)方便。

1 系統(tǒng)原理
目前各級(jí)變電站配出的電壓有10 kV，4．6 kV，380 V等多種形式。這些不同的電壓通過變壓在變電站以220 V出現(xiàn)，供變電站來監(jiān)測(cè)配電電壓的變化。我們通過這些220 V低電壓來監(jiān)測(cè)各種高電壓。硬件電路如圖1所示。變壓器T將220 V交流信號(hào)變壓，得到30 V交流信號(hào)，此信號(hào)經(jīng)過硅橋、電容整形為直流信號(hào)，經(jīng)過可變電阻降為10 V直流電壓，通過A／D轉(zhuǎn)換器采集電壓值，處理芯片對(duì)采集的信號(hào)進(jìn)行處理，并將數(shù)據(jù)存入U(xiǎn)盤中。當(dāng)數(shù)據(jù)采集一段時(shí)間后，將U盤換下，在供電公司將U盤中的數(shù)據(jù)讀入計(jì)算機(jī)，完成數(shù)據(jù)的進(jìn)一步處理。數(shù)據(jù)采集由數(shù)據(jù)采集電路完成，該電路包括A／D轉(zhuǎn)換器，A／D采用AD574A，數(shù)據(jù)采集在50 Hz工頻電壓整數(shù)倍周期時(shí)間內(nèi)10次采樣，計(jì)算出平均值，形成一個(gè)測(cè)量數(shù)據(jù)，測(cè)得5次測(cè)量數(shù)據(jù)，取3個(gè)中間值，以去掉干擾，然后采用滑動(dòng)平均值方式計(jì)算出一個(gè)有效數(shù)據(jù)。監(jiān)測(cè)的電壓值由處理芯片進(jìn)行處理，以2個(gè)字節(jié)補(bǔ)碼形式存放在片內(nèi)內(nèi)存中，在規(guī)定的時(shí)間將一批數(shù)據(jù)存入U(xiǎn)盤。為避免U盤多次使用后出現(xiàn)失效位，在向U盤入2個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)時(shí)，將下一個(gè)字節(jié)寫入同樣的數(shù)據(jù)作為標(biāo)志，當(dāng)兩數(shù)據(jù)相同時(shí)，說明是一組有效數(shù)據(jù)；當(dāng)兩數(shù)據(jù)不同時(shí)，說明內(nèi)存單元燒壞，應(yīng)將此兩單元丟掉。