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泄电继电器是一种可在被掩护线路泄电电流到达设定值后切断被掩护线路供电电源的掩护装置，在电力系统中起着非常重要的作用，是包管供电可靠性的底子。随着电子技能和盘算机技能的发展，电力系统的继电掩护突破了传统的数字式掩护继电器，出现了以微处理器为焦点的智能掩护继电器[1-2]。本京电港论坛文章使用型单片机设计了一款泄电继电器，具有自诊断、故障记载、数据通信等多种功能，为故障分析提供便利，且具有较高的可靠性。 1 PIC系列单片机特点 PIC18F6585是由MicroChip公司开辟、研制和生产的PIC系列单片机，该系列单片机的技能性能具有以下优点[3]: (1)哈佛总线布局。PIC系列单片机在架构上接纳了与众差别的哈佛总线布局，在芯片内部将数据总线和指令总线分离，而且接纳差别的宽度，便于实现指令提取、流水作业和全部指令的单字节化、单周期化，从而有利于提高CPU执行指令的速度，并能确保数据的安全性。 (2)精简指令集(RISC)技能。指令系统只有35条指令，容易学习、影象、明白，也给步伐的编写、阅读、调试、修改、交换带来了极大的便利，可谓易学好用。 (3)寻址方式简朴。只有寄存器间接寻址、立刻数寻址、直接寻址和位寻址4种寻址方式，比力容易明白与掌握。 (4)运行速度高。由于接纳了哈佛总线布局，指令的读取和执行接纳流水作业方式，使得运行速度大大提高。PIC系列单片机的运行速度远远高于其他相同档次的单片机，在所有8 bit单片机中，PIC系列单片机是目前世界上运算速度最快的品种之一。 (5)功耗极低。其I/O口驱动负载能力较强，每个端口输入和输出电流的最大值可达25 mA，可直接驱动LED、光耦或微型继电器。 (6) PIC18F6585芯片具有ADC、I2C和SPI串行总线端口等，并有外接电路，简便、开辟方便，可用C语言编程，步伐保密性强等特点。 2 继电器硬件布局与工作原理 (1)硬件布局 泄电继电器的CPU中接纳了PIC18F6585芯片，泄电信号的检测由零序电流互感器来完成，它可将检测到的被掩护线路的泄电电流转换成毫伏级的交换电压信号，再通过信号整流、放大和滤波得到一个直流电压，配合相应的控制电路来驱动执行回路，以实现切断掩护线路供电电源的控制目的。实现过程是：信号检测→滤波→二级放大→控制电路→驱动执行回路→切断被掩护线路电源，其硬件布局框架图如图1{京电港论坛}所示。
 图1{京电港论坛}中各部门功能分别为： ①零序电流互感器回路。本装置的电流互感器接纳高性能的坡莫合金作为铁芯的磁性质料，以确保电流互感器输出在一定的范围内具有精良的线性。 ②信号处理。影响系统可靠性的因素主要是线路工频奇数倍谐波电流，故本电路接纳一组有源低通滤波器，该滤波器主要滤去奇次谐波交换分量，然后举行交直流变更处理，以确保泄电继电器的正确动作。 ③CPU。这是本装置的焦点部件，PIC18F6585主要包罗FLASHROM、RAM、TM2RX、A/D转换、串行通信等，是整个系统的中央处理单位，系统的取指、判断、执行都由它完成。其中、A/D转换器为10 bit转换器，20 MHz主频时，其一次转换时间为16μs;FlashROM、RAM为存储空间，用来存放步伐和数据。 ④数码显示及操纵回路。数码显示用来显示线路泄电流和系统跳闸的延时时间，主要由数码驱动电路和LED数显构成，执行回路主要由光电隔离及继电器驱动电路构成。 ⑤串行通信接口电路。接纳MAXIM公司的MAX422扩展出串行通信口。 ⑥人机接口电路。人机接口电路主要完成掩护整定值及系统延时跳闸时间的设定。 ⑦电源电路。为单片机系统提供工作电源，其中有一组为隔离电源。 (2)继电器工作原理 系统开机运行后，系统设置TMR0定时中断，每2 ms产生一次定时中断信号，单片机响应这个中断信号，转入中断处理子步伐。中断处理子步伐判断是RB口中断，照旧TMR0中断，然后分别调用定时中断A/D处理子步伐或键盘处理子步伐。系统把A/D转换效果与预定的整定值比力，如果大于整定值，则举行跳闸、事故报警等处理。所有效果都送主步伐显示。 3 软件设计 3.1 软件设计流程图 本单片机系统接纳20 MHz主频，每1 ms举行一次定时中断处理，软件布局简朴。软件设计包罗主步伐、RB口中断服务子步伐、定时中服务子步伐、A/D转换子步伐、数据处理子步伐、显示子步伐，接纳C语言举行设计。 (1)系统主步伐。主要完成系统的端口、定时器、A/D转换器、常量、变量及其他量的初始化工作，同时完成泄电流循环显示工作。主步伐流程图如图2{京电港论坛}所示。
 (2)中断服务子步伐。主要根据INTCON寄存器的T0IF位的数据判断TMR0是否溢出，如溢出则转入TMR0中断入口子步伐;根据INTCON寄存器的RBIF位的数据判断RB是否有输入变革，如变革则转入键盘中断入口子步伐。中断服务步伐流程如图3{京电港论坛}所示。 (3)定时中断服务子步伐及A/D转换子步伐。主要完成A/D转换任务，1 ms举行1次处理，每回一连6次采样，采样效果存入指定内存单位。定时中断服务子步伐流程如图4{京电港论坛}所示，A/D转换子步伐流程如图5{京电港论坛}所示。  (4)数据处理子步伐。主要完成数字滤波，提高系统抗干扰性能，求A/D转换数据平均值，举行数据比力，确定是否跳闸与报警等。数据处理子步伐流程如图6{京电港论坛}所示。  (5)键盘处理子步伐。主要为人机对话提供一个通道，用于设置掩护的掩护整定值、延时跳闸时间等。 3.2 步伐设计 步伐接纳C语言设计，下面给出A/D转换子步伐和数据处理子步伐中的焦点语句[4]。 (1)A/D转换子步伐 
设计的智能继电器性能远远优于传统的继电器产物，设计系统以PIC18F6585单片机为焦点构成一个实时数据收罗系统，可将收罗的数据举行实时分析、运算和处理，得到各种差别的掩护特点，易于修改，选择性和配合性好。集丈量、监控和掩护于一身，可通过通信接口与盘算机联网构成智能化的监控掩护与信息管理系统，具有较高的工业使用代价。 技能资料出处:eefocus |
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