4083.基于arm7的发电机负序电流监测仪的设计与实现

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1、基于ARM7的发电机负序电流监测仪的设计与实现TheDesignandApplicationofGeneratorNegativeSequenceCurrentMonitoringInstrumentBasedonARM7摘要：论述了基于ARM7体系微控制器LPC2214的发电机负序电流监测仪SL-1的组成结构和具体实现。详细介绍了负序电流模拟运算电路和以LPC2214为核心的控制电路的工作原理，软件上给出了基于实时操作系统µC/OS-II和ZLG/IP软件包的负序电流监测任务和通讯任务的设计流程。SL-1在现场工作稳定可靠，监测效

2、果良好。关键字：负序电流，ARM7，LPC2214，µC/OS-II，ZLG/IP软件包中图分类号：TP368文献标志码BAbstract:ThepaperdiscussesconfigurationofconstitutesandchemeofimplementaboutgeneratornegativesequencecurrentmonitoringinstrumentSL-1basedonARM7micro-controllerLPC2214.Principleofnegativesequencecurrentanalogo

3、perationcircuitsandcontrolcircuitsbasedonLPC2214isintroducedindetail.Onsoftware,theprogrammeflowchartofmonitoringtaskandcommunicationtaskbasedonRTOSµC/OS-IIandZLG/IPsoftwarePackageisgiven.Inpracticeapplication,SL-1worksstablyandcredibility.Theeffectofapplicationisident

4、ifiedwell.Keywords:negativesequencecurrent，ARM7，LPC2214，µC/OS-II，ZLG/IPSoftwarePackage0．引言：不平衡负荷在发电机上产生以同步速度反方向旋转的负序磁场，由此在转子上感应生成2倍工频交变的电流，该电流在转子槽锲、齿部和护环等部件上产生的附加发热是限制发电机带不平衡负荷能力的主要因素，发电机负序电流作为连续不平衡负荷的判据是关系到发电机安全稳定运行的一个重要参数。负序电流增大到一定程度，足以使转子烧损。因此，发电机制造厂商和发电厂都非常重视发电机负序电

5、流的监测工作。由华北电力科学研究院有限责任公司研制的SL-1型发电机负序电流监测仪（以下简称SL-1）采用微机智能控制,提供了在线实时监测、记录、分析发电机负序电流的有效工具。1．发电机负序电流监测仪的结构电流互感器2400移相网络三输入同相比例运算电路精密整流电路电流环输出继电器输出LPC2214(ARM7TDMI)液晶显示器NOR型FLASHRS232接口A相B相C相电流互感器电流互感器1200移相网络RTC芯片以太网控制芯片外部RAM电压/电流转换器按键负序电流模拟运算电路ADCSL-1以PHILIPS公司生产的ARM7体系结

6、构的微控制器芯片LPC2214为控制核心，通过负序电流模拟运算电路实时计算负序电流有效值并以电压信号的形式输出，同时利用AD694产生4~20mA的电流环输出。LPC2214集成的A/D转换器采集输出电压并进行处理，将负序电流的状态通过OCM4X8C液晶屏来显示，当监测到的发电机的负序电流值超过报警整定值时，SL—1控制输出节点闭合并开始判断是否满足故障条件，满足时形成报警记录并存储，带有锂电池的RTC芯片DS1742提供实时时间和数据存储空间。通过按键可实现在线设置各种有关负序电流的参数、报警记录查询等功能。利用以太网控制芯片RT

7、L8019AS可对SL-1进行网络控制。图1为SL-1的结构示意图。图1SL-1的系统结构2．负序电流模拟运算电路工作原理分别代表三相交流电A、B、C三相的电流，则负序电流计算表达式为（1）式中：，图2为C相所接的利用电流互感器SCT254FK实现的电流-电压变换电路及全通滤波电路实现的120o移相网络，由图2可知，Ic经过电流互感器并通过运算放大器后的输出电压为（2）变比N=2000,通过移相网络后有（3）其中，，调节10K电位器R1可得，结合式（2）有（4）同理可实现对Ia和Ib的电流-电压变换及B相的240o移相，通过三输入求

8、和运算电路后可得（5）式中Rf2/R2为求和电路的比例系数，根据式（1）和式（5），利用精密整流电路整流后可得（6）k’为整流系数，式（６）说明整流电路输出的直流电压值与负序电流有效值成正比。图2C相电流-电压变换及120o移相电路３