基于AVR单片机的电流互感器二次防开路系统技术方案

本发明专利技术涉及测量用电流互感器以及AVR单片机控制技术领域，尤其涉及一种基于AVR单片机的电流互感器二次防开路系统。它是一种以Atmega16为核心的电流互感器二次防开路控制系统。本发明专利技术包括电源模块、校验模块以及控制模块三部分。本发明专利技术由于在测量用电流互感器二次回路中，串联接入电流互感器二次防开路系统，因此可以有效解决在电流互感器校验中因工作人员疏忽等原因导致的电流互感器二次开路的问题，有效保护了作业人员和设备的安全，显著提高工作效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及测量用电流互感器以及AVR单片机控制
，尤其涉及一种基于 AVR单片机的电流互感器二次防开路系统。它是一种以Atmegaie为核心的电流互感器二次 防开路控制系统。
技术介绍
在测量用电流互感器的使用中，最为重要的注意事项是运行中的电流互感器二次 线路不许开路。正常运行的二次负载阻抗很小，接近短路状态，磁势平衡式I 1WJI2W2= IJ1 中的激磁电流和一次匝数的乘积I0W1很小，铁心中的磁通Φ。也很小。当二次线圈开路时， I2W2等于零，则I A= IΛ，一次电流完全变成激磁电流，其铁芯磁通Φ急剧增加，磁通密度 可由正常时的600-1000GS急剧增加达14000-18000GS，于是感应电勢很高。由于 磁通经过零时的变化率最大，二次线圈就出现了峰值电压可达数千伏的高电压，损坏电力 设备甚至危及人身安全。 目前，在电流互感器校验电路中还没有基于AVR单片机的防开路系统。 AVR单片机是美国Atmel公司推出的精简指令单片机。其硬件结构采用8位机与 16位的折中策略，提高了指令执行速度（lMips/MHz)，在软/硬件开销、速度、性能和成本诸 多方面取得了优化平衡，同时I/O线全部可设置上拉电阻、可单独设定为输入/输出、可设 定高阻输入、驱动能力强，可省去功率器件等特性，使得I/O 口资源灵活、功能强大、可充分 利用。
技术实现思路
本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是： 基于AVR单片机的电流互感器二次防开路系统，包括电源模块、校验模块以及控 制模块三部分；是在测量用电流互感器二次回路中，串联接入电流互感器二次防开路系统； 具体是将标准电流互感器和被试电流互感器的一次电路和二次电路分别串联；一次回路 中，升流器输出分别接标准电流互感器的L2和被试电流互感器的L2,标准电流互感器的Ll 和被试电流互感器的Ll对接；二次回路中，标准电流互感器Kl和被试电路互感器Kl相连， 接入校验仪K中；标准电流互感器K2与校验仪TO相连；被试电流互感器K2与防开路系统 以及负载箱Z串联后与校验仪Tx相连。防开路系统串联在二次电路中，二次回路通过防开 路系统的A/D滤波转换电路接入AVR单片机I/O输入接口；AVR单片机的I/O输出接口通 过D/A转换电路与电源模块中的交流接触器相连接。 所述的电源模块，是由220V电源与接触器主触点输入端相连，主触点输出端与调 压器相连接，接触器辅助触点与防开路系统输出端相连，调压器输出端与升流器输入端相 连，升流器输出端串联在标准电流互感器和被试电流互感器一次回路中。 所述的校验模块中，标准电流互感器Kl和被试电路互感器Kl相连，接入校验仪K 中；标准电流互感器K2与校验仪TO相连；被试电流互感器K2与防开路系统以及负载箱Z 串联后与校验仪Tx相连。 所述的控制模块为防开路控制系统，防开路控制系统包括AVR单片机、电源、晶振 电路、复位电路、A/D转换电路、D/A转换电路、串口电路、ISP下载接口以及JTAG仿真接口； 电源采用5V直流电，与单片机Vcc端子相连；晶振为内部晶振，无需接I/O 口；复位电路与 单片机RESET端子相连；A/D采用单片机内部A/D电源供电，无需接I/O 口；ISP下载接口与 单片机PB5 (MOSI)，PB6 (MISO)，PB7 (SCK)以及RESET共4个端子相连JTAG仿真接与单片 机TMS，TCK，TDI，TDO共4个端子相连；D/A芯片DI0-DI7与单片机D0-D7对应相连。 所述的AVR单片机选用为Atmegaie单片机作为处理器，共有两种封装形式：一种 是40引脚的直插式DIP40 ;另一种是44引脚封装的贴片式TQFP44。 所述的电源采用5V电源供电，电源正接Vcc引脚，电源地接GND引脚。 所述的晶振电路采用8MHz晶振，内部RC震荡。 所述的复位电路为低电平复位，在熔丝位里控制复位时的额外时间：直接拉一只 IOkQ电阻到Vcc0 所述的A/D转换电路采用单片机内部独立A/D电源供电，在Vcc串上一只10 μΗ的 电感，然后接一只〇. 1 μ F的电容到地；所述的D/A转换电路采用DAC0832芯片，8位数据输 入线DI0-DI7与单片机D0-D7对应相连，AGND接模拟信号地，DGND接数字信号地，Ioutl和 Iout2为输出，其余引脚与单片机对应引脚相连JTAG仿真接口是4线--TMS、TCK、TDI、 TDO分别为模式选择、时钟、数据输入和数据输出线，每条线分别接一只IOkQ上拉电阻。 所述的电源模块通过接触器控制电路开断，接触器采用施耐德交流接触器 LC1D65,主触头采用常闭触点，单相输入输出；调压器采用调压器，额定输入电压220V，额 定输出电压0-250V，额定容量20kVA，额定输出电流80A ;升流器采用电流发生器，额定容量 10kVA，最大输出电流3000A，工作频率50Hz，输入电压0-250V，最大输入电流45A。 本专利技术的有益效果是： 本专利技术由于在测量用电流互感器二次回路中，串联接入电流互感器二次防开路系 统，因此可以有效解决在电流互感器校验中因工作人员疏忽等原因导致的电流互感器二次 开路的问题，有效保护了作业人员和设备的安全，显著提高工作效率。 下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步详细的说明。【附图说明】 图1是本专利技术的系统接线图； 图2是本专利技术的电源接线图； 图3是本专利技术的AVR单片机结构图。【具体实施方式】 本专利技术是一种基于AVR单片机的电流互感器二次防开路系统。如图1所示，包括 电源模块、校验模块以及控制模块三部分；是在测量用电流互感器二次回路中，串联接入电 流互感器二次防开路系统；具体是将标准电流互感器和被试电流互感器的一次电路和二次 电路分别串联；一次回路中，升流器输出分别接标准电流互感器的L2和被试电流互感器的 L2,标准电流互感器的LI和被试电流互感器的LI对接；二次回路中，标准电流互感器Kl和 被试电路互感器Kl相连，接入校验仪K中；标准电流互感器K2与校验仪TO相连；被试电流 互感器K2与防开路系统以及负载箱Z串联后与校验仪Tx相连。其中，防开路系统串联在 二次电路中，二次回路通过防开路系统的A/D滤波转换电路接入AVR单片机I/O输入接口； AVR单片机的I/O输出接口通过D/A转换电路与电源模块中的交流接触器相连接，整体接 线如图1所示。 是在测量用电流互感器二次回路中，串入电流互感器二次防开路系统，通过内部 的megal6核心控制单元，向电源回路中的交流接触器发送断电信号进而实现其防开路保 护功能，【具体实施方式】如下： 所述的校验模块中，标准电流互感器Kl和被试电路互感器Kl相连，接入校验仪K 中；标准电流互感器K2与校验仪TO相连；被试电流互感器K2与防开路系统以及负载箱Z 串联后与校验仪Tx相连。 在进行电流互感器校验时按照图1所示将标准电流互感器、被试电流互感器的一 次和二次分别串联。其中，本专利技术防开路系统串联在二次电路中。二次回路通过防开路系 统的A/D滤波转换电路接入AVR单片机I/O输入接口。AVR单片机的I/O输出接口通过D/ A转换电路与电源模块中的交流接触器相连，如图2所示。 如图2所示，图2是本专利技术的电本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于AVR单片机的电流互感器二次防开路系统，其特征是：包括电源模块、校验模块以及控制模块三部分；是在测量用电流互感器二次回路中，串联接入电流互感器二次防开路系统；具体是将标准电流互感器和被试电流互感器的一次电路和二次电路分别串联；一次回路中，升流器输出分别接标准电流互感器的L2和被试电流互感器的L2，标准电流互感器的L1和被试电流互感器的L1对接；二次回路中，标准电流互感器K1和被试电路互感器K1相连，接入校验仪K中；标准电流互感器K2与校验仪T0相连；被试电流互感器K2与防开路系统以及负载箱Z串联后与校验仪Tx相连；防开路系统串联在二次电路中，二次回路通过防开路系统的A/D滤波转换电路接入AVR单片机I/O输入接口；AVR单片机的I/O输出接口通过D/A转换电路与电源模块中的交流接触器相连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘罡，李爽，孙长河，郝新，
申请(专利权)人：国家电网公司，国网辽宁省电力有限公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11