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摘 要：微机型PT是电厂与电站自控中不可或缺的电子设备，文章主要介绍了一种微机型PT并列切换装置的应用范围，及其硬件、软件设计与功能实现。
关键词：PT并列；电压互感；硬件功能；软件功能
中图分类号：TM762 文献标识码：A 文章编号：1000－8136（2012）06－0014－02
1 微机型PT并列切换装置的总体设计
微机型PT并列切换装置是一种新型的电气设备，主要是为了适应电厂、变电站的自动化系统而设计开发的。装置主要是利用多路电压输入，实现对电网中多段的电压的手动并列。同时微机型装置更具备了检测功能，可以测量多路电压，并计算电压值，同时实现低压保护、过压保护、PT断线、母线接地情况报警等功能。本装置利用隔离通信接口，可以将就地的实施数据通过现场总线的途径将信息发送至控制终端。
此类装置可以采用单片机作为工作核心，如采用ATMEGA64单片机。利用此类设备循环检测监控对象的二次侧的相电压和零序电压，最多可以达到8路供电电压值，并对8路电压进行检测与分析判断故障情况，然后根据故障分析结果来发出指令，实现前面提及控制功能。按照前面的分析，整个微机型PT并列和切换装置应有以下几个部分组成：中央控制模块、人机交互模块、采集模块、开关量处理模块、报警复位模块等。
2 装置的硬件设计与功能实现
2.1 处理模块
在微机型切换装置的核心是微处理器模块，即CPU。具体由3个部分组成：①处理器系统，由CPU、SRAM、EEPOM等构成，其中，检测事件的数据记录保存在非易失性的SRAM中，而程序代码存储与大容量的Flash中，各种整定参数值则存储在串行EEPROM中。②通信系统，为了保证装置与控制中心的数据交互，设置了两个通信接口，即两个RS485通信接口的通信地址、通信协议、比特率等都可以分别设置。此电路采用的是平衡分差形式，为半双工作方式，所以可以利用一对平衡分差信号来完成通信连接。此种平衡方式是利用双绞线来完成信号传递，信号在双绞线中自行成为回路而不必通过地线、接收器使用双端分差动技术完成信号输入。因为RS485在任何时候都可以有一个点处在发射状态，所以发射电路必须能对信号加以控制。③时钟控制，装置必须对信息传递的时间进行控制和记录，因此应设置实时性时钟，不受装置的停电影响，如采用时钟芯片完成此部分的控制。
2.2 人机交互部分
在整个装置的模块中需要对CPU系统处理完成的数据进行显示，同时也可以将扫描面板上的按键状态显示处理并传递至CPU系统。显示模块通常采用的是点阵或液晶显示装置，人机界面应保证清晰易懂。配置切换装置利用此模块上的按键完成人机对话，保证了交互的方便简单。同时考虑到低压保护等级的特征，模块在设计时也可采用灯光辅助显示信息，使装置的运行情况更加直观。
2.3 数据采集模块
采集模块是系统中最为重要的模块，这个系统可以将外界的信号转化为系统可以识别的信号，即将外部母线的电路电压信号进行循环采集，并转化为数字量供单片机完成分析与处理。交流采集部分的电路直接与被控制PT二次侧连接，所以必须考虑到电路的可靠性能。如采用TV1013系列的精密交流电压互感器。此种设备的体积小、精度高；电路板可以完成直接焊接安装，方便使用且外形美观；特别是其全封闭的设计，机械性和耐久性强，电压隔离能力突出，可以适应系统的可靠性需求。应注意的是，此类的电流型电压互感器，其对二次回路中不允许开路，在设计时电流的二次回路不应有熔断器。
3 软件系统运行
软件的功能主要针对系统的模块而设计，由多个部分组成，从驱动程序、初始化程序、开机初始化画面、中断采集模块程序、中断故障判断程序、菜单程序。系统在运行时仿效微机，执行初始化程序，然后执行开机画面程序，随即执行循环显示时钟程序，如果检测出现中断则执行中断服务程序，一个定时器复杂溢出中断程序是采样程序，一个定时器复杂溢出中断程序为故障判断的辅助程序。当有菜单键被操作时就会跳出循环，接着系统进入到菜单模式，这个模块也可循环执行。
4 应用举例
在实际的应用过程中，为了保证其使用符合实际的变电需求，确保操作过程中检修PT所在的母线不会出现二次电压失压的情况，防止相应的保护装置和电网的安全自动装置不正确的动作，如线路距离保护装置、自投装置等，以及线路上的计量装置不会出现失压。实践中将装置上首尾两个点进行短接，并列的过程就会出现不受PT闸刀的控制，此时装置只受母联刀闸的辅助接点控制，如果变电站是母联刀闸分段，采用母联刀闸双辅助接点控制并列回路就会从自动分路中独立开来，此时装置的自动功能将消失，形成一个手动状态的并列装置。
5 结束语
电力系统中对回路中的故障进行检测与判断依据的就是故障中的异常电压与电流，微机型PT并列与切换装置的应用主要是利用单片机完成对采样数据的处理，并对中控机下达的指令进行执行，其设计的核心是处理与通信、交互模块，正确地选择与合理的配置电子器件可以使之更加稳定可靠。
参考文献：
［1］李丹.PT并列回路二次设计的事故预防思路［J］.华中电力，2009（03）.
［2］赵凤娥.浅析电压互感器消谐措施在变电站设计中存在的问
题［J］.科技创新导报，2010（19）.
［3］李海争.微机型PT装置工作原理及其在电网中的应用［J］.中国电力教育，2009（S2）.
（编辑：王昕敏）
The Design Practice Analysis of Microcomputer－based
PT Juxtaposition and Switching Device’s Application
Jia Huijuan
Abstract: The microcomputer－based PT is an integral part of electronic equipment in the power plant and power station automation. The article introduces the application scope of microcomputer－based PT juxtaposition and switching device, its hardware and software design and function to achieve.
Key words: PT juxtaposition; voltage mutual inductance; hardware function; software function
关键词：PT并列；电压互感；硬件功能；软件功能
中图分类号：TM762 文献标识码：A 文章编号：1000－8136（2012）06－0014－02
1 微机型PT并列切换装置的总体设计
微机型PT并列切换装置是一种新型的电气设备，主要是为了适应电厂、变电站的自动化系统而设计开发的。装置主要是利用多路电压输入，实现对电网中多段的电压的手动并列。同时微机型装置更具备了检测功能，可以测量多路电压，并计算电压值，同时实现低压保护、过压保护、PT断线、母线接地情况报警等功能。本装置利用隔离通信接口，可以将就地的实施数据通过现场总线的途径将信息发送至控制终端。
此类装置可以采用单片机作为工作核心，如采用ATMEGA64单片机。利用此类设备循环检测监控对象的二次侧的相电压和零序电压，最多可以达到8路供电电压值，并对8路电压进行检测与分析判断故障情况，然后根据故障分析结果来发出指令，实现前面提及控制功能。按照前面的分析，整个微机型PT并列和切换装置应有以下几个部分组成：中央控制模块、人机交互模块、采集模块、开关量处理模块、报警复位模块等。
2 装置的硬件设计与功能实现
2.1 处理模块
在微机型切换装置的核心是微处理器模块，即CPU。具体由3个部分组成：①处理器系统，由CPU、SRAM、EEPOM等构成，其中，检测事件的数据记录保存在非易失性的SRAM中，而程序代码存储与大容量的Flash中，各种整定参数值则存储在串行EEPROM中。②通信系统，为了保证装置与控制中心的数据交互，设置了两个通信接口，即两个RS485通信接口的通信地址、通信协议、比特率等都可以分别设置。此电路采用的是平衡分差形式，为半双工作方式，所以可以利用一对平衡分差信号来完成通信连接。此种平衡方式是利用双绞线来完成信号传递，信号在双绞线中自行成为回路而不必通过地线、接收器使用双端分差动技术完成信号输入。因为RS485在任何时候都可以有一个点处在发射状态，所以发射电路必须能对信号加以控制。③时钟控制，装置必须对信息传递的时间进行控制和记录，因此应设置实时性时钟，不受装置的停电影响，如采用时钟芯片完成此部分的控制。
2.2 人机交互部分
在整个装置的模块中需要对CPU系统处理完成的数据进行显示，同时也可以将扫描面板上的按键状态显示处理并传递至CPU系统。显示模块通常采用的是点阵或液晶显示装置，人机界面应保证清晰易懂。配置切换装置利用此模块上的按键完成人机对话，保证了交互的方便简单。同时考虑到低压保护等级的特征，模块在设计时也可采用灯光辅助显示信息，使装置的运行情况更加直观。
2.3 数据采集模块
采集模块是系统中最为重要的模块，这个系统可以将外界的信号转化为系统可以识别的信号，即将外部母线的电路电压信号进行循环采集，并转化为数字量供单片机完成分析与处理。交流采集部分的电路直接与被控制PT二次侧连接，所以必须考虑到电路的可靠性能。如采用TV1013系列的精密交流电压互感器。此种设备的体积小、精度高；电路板可以完成直接焊接安装，方便使用且外形美观；特别是其全封闭的设计，机械性和耐久性强，电压隔离能力突出，可以适应系统的可靠性需求。应注意的是，此类的电流型电压互感器，其对二次回路中不允许开路，在设计时电流的二次回路不应有熔断器。
3 软件系统运行
软件的功能主要针对系统的模块而设计，由多个部分组成，从驱动程序、初始化程序、开机初始化画面、中断采集模块程序、中断故障判断程序、菜单程序。系统在运行时仿效微机，执行初始化程序，然后执行开机画面程序，随即执行循环显示时钟程序，如果检测出现中断则执行中断服务程序，一个定时器复杂溢出中断程序是采样程序，一个定时器复杂溢出中断程序为故障判断的辅助程序。当有菜单键被操作时就会跳出循环，接着系统进入到菜单模式，这个模块也可循环执行。
4 应用举例
在实际的应用过程中，为了保证其使用符合实际的变电需求，确保操作过程中检修PT所在的母线不会出现二次电压失压的情况，防止相应的保护装置和电网的安全自动装置不正确的动作，如线路距离保护装置、自投装置等，以及线路上的计量装置不会出现失压。实践中将装置上首尾两个点进行短接，并列的过程就会出现不受PT闸刀的控制，此时装置只受母联刀闸的辅助接点控制，如果变电站是母联刀闸分段，采用母联刀闸双辅助接点控制并列回路就会从自动分路中独立开来，此时装置的自动功能将消失，形成一个手动状态的并列装置。
5 结束语
电力系统中对回路中的故障进行检测与判断依据的就是故障中的异常电压与电流，微机型PT并列与切换装置的应用主要是利用单片机完成对采样数据的处理，并对中控机下达的指令进行执行，其设计的核心是处理与通信、交互模块，正确地选择与合理的配置电子器件可以使之更加稳定可靠。
参考文献：
［1］李丹.PT并列回路二次设计的事故预防思路［J］.华中电力，2009（03）.
［2］赵凤娥.浅析电压互感器消谐措施在变电站设计中存在的问
题［J］.科技创新导报，2010（19）.
［3］李海争.微机型PT装置工作原理及其在电网中的应用［J］.中国电力教育，2009（S2）.
（编辑：王昕敏）
The Design Practice Analysis of Microcomputer－based
PT Juxtaposition and Switching Device’s Application
Jia Huijuan
Abstract: The microcomputer－based PT is an integral part of electronic equipment in the power plant and power station automation. The article introduces the application scope of microcomputer－based PT juxtaposition and switching device, its hardware and software design and function to achieve.
Key words: PT juxtaposition; voltage mutual inductance; hardware function; software function