基于USB接口電路的遠程電壓監測系統

摘要：電網輸出電壓的監測是電業部門的一項重要工作。由于各變電站之間的距離較遠，組建專用的計算機監測網絡需要較多的資金，設備維護也有一定的困難。針對這種情況，用較低的成本開發出了基于USB接口電路的遠程電壓監測系統。USB接口可以連接多個不同的設備，支持熱插拔，并具有自動檢測的功能。介紹了USB接口電路在遠程電壓監測系統中的應用。從使用上看，系統運行穩定，維護方便，滿足了設計要求。
關鍵詞：數據采集；電壓監測；USB

0 引言
電力是國家的重要能源，如果電網電壓不穩定，會對工農業生產、居民生活造成很大影響，為此電業部門要求定量監測電網電壓。電業部門的管理形式為市供電公司管理下屬各級變電站，由于各變電站之間的距離較遠，組建專用的計算機網絡需要較多的資金，設備維護也有一定的困難。針對這種情況，我們用較低的成本開發出了基于USB接口電路的遠程電壓監測系統。從目前使用上看，設備運行穩定，維護方便。

1 系統原理
目前各級變電站配出的電壓有10 kV，4．6 kV，380 V等多種形式。這些不同的電壓通過變壓在變電站以220 V出現，供變電站來監測配電電壓的變化。我們通過這些220 V低電壓來監測各種高電壓。硬件電路如圖1所示。變壓器T將220 V交流信號變壓，得到30 V交流信號，此信號經過硅橋、電容整形為直流信號，經過可變電阻降為10 V直流電壓，通過A／D轉換器采集電壓值，處理芯片對采集的信號進行處理，并將數據存入U盤中。當數據采集一段時間后，將U盤換下，在供電公司將U盤中的數據讀入計算機，完成數據的進一步處理。數據采集由數據采集電路完成，該電路包括A／D轉換器，A／D采用AD574A，數據采集在50 Hz工頻電壓整數倍周期時間內10次采樣，計算出平均值，形成一個測量數據，測得5次測量數據，取3個中間值，以去掉干擾，然后采用滑動平均值方式計算出一個有效數據。監測的電壓值由處理芯片進行處理，以2個字節補碼形式存放在片內內存中，在規定的時間將一批數據存入U盤。為避免U盤多次使用后出現失效位，在向U盤入2個字節的數據時，將下一個字節寫入同樣的數據作為標志，當兩數據相同時，說明是一組有效數據；當兩數據不同時，說明內存單元燒壞，應將此兩單元丟掉。