基于GPRS的配电网故障传输报警装置的设计

摘要

配电网络主要供给一个地区的用电，它作为电力网的末端直接与用户相连，反映了用户在安全，优质等多方面的用电要求。配电网SCADA是电力系统自动化的一个重要方面。由于低压配电网线路众多、分散性大，集中管理便体现出很大优势，具体方法是在配电线路柱上安装实时监控终端装置，在变电所设置一个中心站，由中心站处理实时监控终端装置的各种信息。
　　通信系统是配电网自动化系统必不可少的组成部分，它是中心站实现对实时监控终端装置的数据采集、传输和控制的必要手段，对通信方式的选择非常重要。本文分析了国内配电自动化的现状、配电自动化通信的特点和配电自动化对通讯系统的要求，充分考虑了GPRS(通用分组无线业务)的可行性，从而选择GPRS作为实时监控的通性信道。
　　系统具体的运行过程是这样的：首先，实时监控终端装置采集线路三相电力参数、时钟信息和开关量状态。然后，根据设置的报警极限值，判断采集到的参数是否异常，如果异常则立即向中心站报警并发送各种参数；如果参数正常，则继续采集信息，直到间隔时间为十五分钟，将所有信息一起发送到中心站。中心站如果想要控制某路开关量，只需要发送命令，监控装置便立即响应命令完成开关量的闭合或者断开。
　　为了实现上述功能，首先，设计了终端实时监控装置的硬件结构，包括采集计算模块、ⅡC总线模块、开关量模块、GPRS通信模块、电源模块和MCU模块等。然后，分析系统需求，将软件分为采集计算软件和控制软件两部分。采集计算软件采用C编程，采用模块化设计；控制软件采用C和汇编语言混合编程，以嵌入式实时操作系统为核心，具体划分了系统的应用任务，并根据任务的性质赋予不同的优先级，既满足了电力系统对强实时性的要求，又极大地提高了软件系统的灵活性。
　　本文还进行了电磁兼容设计，分别从硬件和软件上有针对性地采取了抗干扰措施。装置在保证可靠与实时传输的同时，具有运营费用低、易于扩展等特点。

目录

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摘要

ABSTRACT

第一章 绪论

1.1 配电自动化简介

1.2 课题背景

1.3 论文的内容组织

1.4 小结

第二章 GPRS简介

2.1 GPRS概述

2.2 GPRS在配网自动化中的应用

2.3 GPRS DTU和系统组网方式

2.4 小结

第三章 装置的硬件设计

3.1 系统概述

3.2 装置概述

3.3 MCU模块设计

3.3.1 控制中心单片机P89C668简介

3.3.2 异步通信芯片TL16C552简介

4.3.3 RS232串行通信

3.4 采集模块设计

3.4.1 ADuC812简介

3.4.2 模拟量输入通道

3.4.3 ADC转换

3.4.4 RS232串行通信

3.5 开关量模块设计

3.6 IIC模块设计

3.6.1 IIC总线简介

3.6.2 实时时钟

3.6.3 串行EEPROM存储

3.7 通信模块设计

3.8 电源模块设计

3.9 硬件抗干扰措施

3.9.1 电源干扰及抗干扰措施

3.9.2 过程通道干扰及抗干扰措施

3.9.3 空间干扰及抗干扰措施

3.10 小结

第四章 装置的软件设计

4.1 开发环境UVISION2简介

4.1.1 C编译器C51

4.1.2 宏汇编器A51

4.1.3 连接/定位器BL51

4.2 采集计算软件的设计

4.2.1 主程序

4.2.2 定时采样中断程序

4.2.3 串口通信中断程序

4.3 交流采样的算法

4.4 UC/OS-II简介及移植

4.4.1 uC/OS-II简介

4.4.2 uC/OS-II的移植

4.4.3 uC/OS-II移植后的应用

4.5 控制软件的设计

4.5.1 main()函数

4.5.2 任务函数

4.6 软件抗干扰措施

4.7 小结

第五章 结论与展望

参考文献

致谢

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