西北工业大学 吴 彬，李玉忍

    1 引 言

    电网监控主要是指电力调度自动化系统[1]，根据电网的规模不同，可以分为不同级别的电力调度自动化系统[2]。随着电力系统的发展，电网监控和自动化系统的运行水平、实用程度以及总体技术性能得到迅速发展和提升。输电电压等级不断升高，电网范围不断扩大，对电网运行管理的要求愈来愈高，对电网监控与自动化技术的要求也愈来愈高。只有运行稳定可靠的电网监控器才能满足市场的要求和发展的需要。

    2 电网监控器功能

    电网监控器能实时根据输入／输出电压，输入电流的变化控制4路继电器，对输出电压进行切换，并可以实现电网监控参数的设定及实时参数显示。主要功能有：

    (1) 实时采集电网的输入／输出电压以及输入电流；

    (2) 通过lcd点阵液晶显示模块，实时显示电压调节器的输入／输出电压、输入电流以及电压变换器的变比；

    (3) 实现对电网监控门限参数的设定，并具有rs 232通信功能，也可实现门限参数的远程修改和远程设置；

    (4) 通过继电器的控制，实现对电压调节器输出电压的自动调节。

    3 系统设计

    3.1 系统方案

    系统主要由单片机at89c52、ad转换电路、lcd显示电路、远程通讯电路以及信号实时采集条理电路组成[3,4]，其系统框图如图1所示。

    3.2 典型电路分析

    3.2.1 电压信号实时采集条理电路分析

    信号调理电路主要完成强电信号与弱电信号之间的隔离和变换，该电路包括互感器、信号转换电路、信号放大电路、信号整流滤波电路。

    由于民用电网为220 v ac，故将输入电压的范围定为0～300 v ac。电压互感器采用gpt206b和电流互感器用raai15。其特性分别如下：

    gpt206b是一款毫安级精密电流互感器，输入额定电流为2 ma，额定输出电流为2 ma。使用时需要将电压信号变换成电流信号，电路如图2所示。

    r1是限流电阻，调整r1的值，使输入电压最大时电流接近2 ma。副边是电流／电压变换电路。调整图2中反馈电阻r和r的值可得到所需要的电压输出。电容c2是400～l 000 pf，用来去耦、滤波和相位调节。考虑到输入电压最大值为300 v，互感器的额定输入电流为2 ma，所以选择初级电流为2 ma，计算限流电阻r1=300 v／2 ma=150 kω，选r=150 kω／1 w。通过放大电路后，将电压信号放大，再滤波、整形，送入ad转换。

    3.2.2 电流信号实时采集条理电路分析

    raai15是一款精密电流互感器，输入额定电流为50 a，额定输出直流电压为5 v。这样可以将50 a的交流电流转换成5 v的直流电压直接送入单片机采集单元。

    3.2.3 电源电路分析

    由于系统需要+5 v，+12 v，－12 v三个电压，所以采用ac～dc模块来给系统供电。此模块可将220 v ac电压转换成+12 v dc，－12 v dc。再通过7805芯片将+12 v dc转换为+5 v dc。

    4 软件设计

    控制器软件主要由控制器初始化模块、数据采集模块、数据处理模块、lcd显示模块、数据通信模块、输出控制模块等组成[5]。软件结构图如图3所示。

    4.1 数据采集模块

    数据采集是控制器工作的基础，对于系统的