1 引言

電力操作電源監(jiān)測系統(tǒng)是隨著電力系統(tǒng)自動化運行而產(chǎn)生的，該系統(tǒng)可以對變電站中的交流供電電源、直流控制電源、備用操作電源以及開關(guān)狀態(tài)等進(jìn)行參數(shù)監(jiān)測、故障報警等操作。從而及時地發(fā)現(xiàn)電力系統(tǒng)的異常情況，提前做好防范以保證電力系統(tǒng)連續(xù)可靠地運行。同時，當(dāng)電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障時為繼電器以及斷路器等二次設(shè)備提供備用操作電源，對設(shè)備進(jìn)行保護(hù)。

電池巡檢儀是備用電源的檢測裝置，主要的功能是對單體電池的電壓、溫度、容量等參數(shù)進(jìn)行檢測，提供充電控制以及故障報警等功能，從而可以合理地控制電池，延長電池使用壽命，提高系統(tǒng)的可靠性。

電源監(jiān)控系統(tǒng)起步于80年代末，當(dāng)時它只能監(jiān)控一個獨立的直流供電系統(tǒng)或一個局(站)，且電源監(jiān)控水平不高，可靠性較低。90年代以后尤其是近幾年來，伴隨著計算機(jī)、通信技術(shù)的迅猛發(fā)展和電源裝備水平的提高，電源監(jiān)控也逐漸成熟起來，發(fā)展到可以監(jiān)控多回路甚至是多個系統(tǒng)。

電力操作電源監(jiān)控系統(tǒng)配合合理的控制器，通過控制高壓斷路器以及其他的繼電器設(shè)備，可以完全實現(xiàn)電力系統(tǒng)的安全運行和自動調(diào)度，從而滿足現(xiàn)代化電力調(diào)度的需要。

2 系統(tǒng)總體設(shè)計方案

此電源管理儀器主要用于中小型變電站的操作電源以及備用電源的監(jiān)測和管理，為了更好的節(jié)約備用電池的能源，選擇低功耗的MSP430F149微控制器作為設(shè)備的處理器。

2.1 采樣模塊

交流模塊采用ATT7022B交流三相電能計量器件處理交流部分的有功功率、無功功率、諧波、電壓、電流等參數(shù)。ATT7022B價格比較便宜，而且具有SPI(serial peripheral interface，串行外圍設(shè)備接口)接口，能夠方便地與MSP430F149單片機(jī)進(jìn)行通信。

開關(guān)量監(jiān)控，包括交流斷路器分合閘狀態(tài)(主、備用電源共兩路)、交流控制電源8路、直流斷路器的分合狀態(tài)。

直流量監(jiān)控，包括環(huán)境溫度、電池溫度、單片機(jī)溫度、單體電池電壓、直流合閘電源2路、操作電壓和合閘電流。

2.2 人機(jī)接口模塊

鍵盤是主要的輸入來源。為了節(jié)約成本，系統(tǒng)采用掃描方式實現(xiàn)矩陣鍵盤，采用中文液晶顯示。

2.3 通信模塊

由于單片機(jī)內(nèi)具有UART,因此采用RS-232串行通信方式實現(xiàn)與上位機(jī)的通信。為了實現(xiàn)與上位機(jī)電平匹配，采用SP3220E作為接口電平轉(zhuǎn)換器。設(shè)備的工藝流程如圖1所示。