基于USB接口電路的遠程電壓監(jiān)測系統(tǒng)

摘要：電網(wǎng)輸出電壓的監(jiān)測是電業(yè)部門的一項重要工作。由于各變電站之間的距離較遠，組建專用的計算機監(jiān)測網(wǎng)絡需要較多的資金，設備維護也有一定的困難。針對這種情況，用較低的成本開發(fā)出了基于USB接口電路的遠程電壓監(jiān)測系統(tǒng)。USB接口可以連接多個不同的設備，支持熱插拔，并具有自動檢測的功能。介紹了USB接口電路在遠程電壓監(jiān)測系統(tǒng)中的應用。從使用上看，系統(tǒng)運行穩(wěn)定，維護方便，滿足了設計要求。
關鍵詞：數(shù)據(jù)采集；電壓監(jiān)測；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，會對工農(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變電站，由于各變電站之間的距離較遠，組建專用的計算機網(wǎng)絡需要較多的資金，設備維護也有一定的困難。針對這種情況，我們用較低的成本開發(fā)出了基于USB接口電路的遠程電壓監(jiān)測系統(tǒng)。從目前使用上看，設備運行穩(wěn)定，維護方便。

1 系統(tǒng)原理
目前各級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)測配電電壓的變化。我們通過這些220 V低電壓來監(jiān)測各種高電壓。硬件電路如圖1所示。變壓器T將220 V交流信號變壓，得到30 V交流信號，此信號經(jīng)過硅橋、電容整形為直流信號，經(jīng)過可變電阻降為10 V直流電壓，通過A／D轉換器采集電壓值，處理芯片對采集的信號進行處理，并將數(shù)據(jù)存入U盤中。當數(shù)據(jù)采集一段時間后，將U盤換下，在供電公司將U盤中的數(shù)據(jù)讀入計算機，完成數(shù)據(jù)的進一步處理。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)倍周期時間內(nèi)10次采樣，計算出平均值，形成一個測量數(shù)據(jù)，測得5次測量數(shù)據(jù)，取3個中間值，以去掉干擾，然后采用滑動平均值方式計算出一個有效數(shù)據(jù)。監(jiān)測的電壓值由處理芯片進行處理，以2個字節(jié)補碼形式存放在片內(nèi)內(nèi)存中，在規(guī)定的時間將一批數(shù)據(jù)存入U盤。為避免U盤多次使用后出現(xiàn)失效位，在向U盤入2個字節(jié)的數(shù)據(jù)時，將下一個字節(jié)寫入同樣的數(shù)據(jù)作為標志，當兩數(shù)據(jù)相同時，說明是一組有效數(shù)據(jù)；當兩數(shù)據(jù)不同時，說明內(nèi)存單元燒壞，應將此兩單元丟掉。