智能变电站控制系统的硬件设计

南 阳 理 工 学 院

本科生毕业设计（论文）

学院（系）： 电子与电气工程学院

专 业： 电气工程及其自动化

学

指导教师：

完成日期 2012 年 5 月

南 阳 理 工 学 院 本 科 毕 业 设 计（论文）

智能变电站控制系统的硬件设计

Hardware Design of Intelligent Substation Control System

总 计：29页

表 格：3个

插 图: 14幅

南 阳 理 工 学 院 本 科 毕 业 设 计（论文）

智能变电站控制系统的硬件设计

Hardware Design of Intelligent Substation Control System

学 院（系）： 电子与电气工程学院

专 业： 电气工程及其自动化

学 生 姓 名：

学 号：

指 导 教 师（职称）：

评 阅 教 师：

完 成 日 期：

南阳理工学院

Nan yang Institute of Technolog

智能变电站控制系统的硬件设计

[摘 要]为了适应电力系统的自动化改造和现代化电能管理的需要，本文设

计了集测量、控制、保护、通讯于一体的智能变电站控制系统。该系统采用了模块化结构，根据实现功能的不同，而将设备分成主控单片机模块、电量转换模块、电能计量模块、输入输出模块、通讯模块等。

在硬件设计中，采用了电能计量芯片+单片机的方案。其中电能计量芯片选

用了精度高、测量数据齐全的ATT7022，使得设备能够准确、迅速地完成各种数据测量工作；单片机选用了AT89C51，它速度快并有大容量非易失性存储器，可对各模块进行有效的控制。整个硬件设计中采用的器件集成度都很高、功能强大，因此省去了很多外围器件，简化了电路，提高了抗干扰能力，提高了设备的性价比。

[关键词]电力系统；模块；单片机；ATT7022

Hardware Design of Intelligent Substation Control System

Electrical Engineering and Automation Specialty LIU Wen－juan

Abstract ：In order to adapt to the automation of electric power system and

modernzation power management needs, this paper designs set a measurement, control, protection, communication in one of the intelligent protection and control system. The equipment uses modular structure, according to achieve the realize different functions, and the device is divided into a master control module, electric energy measurement module, input and output module, communication module ,etc.

In the hardware design, using the electricity measurement chip + MCU scheme.

The electric energy measurement chip with high precision, measurement data of the complete ATT7022, making equipment can accurately and quickly finish all kinds of data measurement; Single chip made in AT89C51, its speed and large capacity non-volatile memory, can be conducted on the modules of effective control. The hardware design of the device integration degree is high, powerful function, thus save a lot of peripheral devices, simplifies the circuit, improves the anti-jamming ability, improve equipment performance to price ratio.

key word: Power system； module； MCU； ATT7022

目 录

1 引言............................................................................................................................ 1

1.1 课题的背景及意义.......................................................................................... 1

1.2 智能变电站控制技术的现状及发展趋势...................................................... 2

1.3 智能变电站建设的必要性.............................................................................. 3

2 总体设计.................................................................................................................... 3

2.1 智能变电站控制系统的功能.......................................................................... 3

2.2 整体设计思想.................................................................................................. 4

3 硬件电路设计............................................................................................................ 6

3.1 设备的基本功能.............................................................................................. 6

3.2 电源电路设计.................................................................................................. 6

3.3 单片机的选择.................................................................................................. 7

3.4 实时时钟电路设计.......................................................................................... 9

3.5 看门狗电路的设计........................................................................................ 10

3.6 电能计量模块设计........................................................................................ 11

3.7 电量转换模块设计........................................................................................ 15

3.8 开关量输入输出模块设计............................................................................ 16

3.8.1 开关量输入输出模块设计.................................................................. 16

3.8.2 开关量输出模块设计.......................................................................... 17

3.9 RS—485通讯模块设计................................................................................. 18

3.9.1 RS—485总线标准和接口器件简介................................................... 18

3.9.2 RS—485总线接口器件MAX487 ...................................................... 18

3.9.3 PC机与RS—485总线的接口电路设计 ............................................ 18

3.10 显示电路...................................................................................................... 19

3.10.1 单片机控制模块................................................................................ 19

3.10.2 温度数据采集模块............................................................................ 20

3.10.3 温度上下限设置模块及控制模块设计............................................ 21

3.11 硬件抗干扰设计 .................................................................... …… 此处隐藏：4378字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……