电力操作电源监测体系是跟着电力体系主动化运转而发作的，该体系能够对变电站中的沟通供电电源、直流操控电源、备用操作电源以及开关情况等进行参数监测、毛病报警等操作。然后及时地发现电力体系的异常情况，提早做好防备以确保电力体系接连可靠地运转。一起，当电力体系呈现毛病时为继电器以及断路器等二次设备供给备用操作电源，对设备进行维护。

　　电池巡检仪是备用电源的检查设备，首要的功能是对单体电池的电压、温度、容量等参数进行检查，供给充电操控以及毛病报警等功能，然后能够合理地操控电池，延伸电池运用寿命，进步体系的可靠性。

　　电源监控体系起步于80年代末，其时它只能监控一个独立的直流供电体系或一个局(站)，且电源监控水平不高，可靠性较低。90年代今后尤其是近几年来，伴跟着计算机、通讯技能的迅猛发展和电源配备水平的进步，电源监控也逐步成熟起来，发展到能够监控多回路甚至是多个体系。

　　电力操作电源监控体系合作合理的操控器，经过操控高压断路器以及别的的继电器设备，能够彻底完成电力体系的安全运转和主动调度，然后满意现代化电力调度的需要。

　　2 体系总体规划方案

　　此电源办理仪器首要用于中小型变电站的操作电源以及备用电源的监测和办理，为了非常好的节省备用电池的动力，选择低功耗的MSP430F149微操控器作为设备的处理器。

　　2.1 采样模块

　　沟通模块选用ATT7022B沟通三相电能计量器材处理沟通有些的有功功率、无功功率、谐波、电压、电流等参数。ATT7022B报价对比廉价，并且具有SPI(serial peripheral interface，串行外围设备接口)接口，能够方便地与MSP430F149单片机进行通讯。

　　开关量监控，包含沟通断路器分合闸情况(主、备用电源共两路)、沟通操控电源8路、直流断路器的分合情况。

　　直流量监控，包含环境温度、电池温度、单片机温度、单体电池电压、直流合闸电源2路、操作电压和合闸电流。

　　2.2 人机接口模块

　　键盘是首要的输入来源。为了节省本钱，体系选用扫描办法完成矩阵键盘，选用中文液晶显现。

　　2.3 通讯模块

　　因为单片机内具有UART,因而选用RS-232串行通讯办法完成与上位机的通讯。为了完成与上位机电平匹配，选用SP3220E作为接口电平变换器。设备的技术流程

　　由沟通电压到直流电压的次序介绍体系的技术进程。

　　蓄电池组办理。整流后的电压一般高于蓄电池组电压以供电池组充电，当其用于作业电源时，可经过二极管对其进行降压，K1、K2等开关用于选择降压值，其通断由处理器操控，处理器对电池组中单个电池情况进行巡回检查，实时反应电池的运用情况，便于及时了解电池情况。

　　沟通参数检查。体系选用专用的电能计量器材ATT7022B对沟通电网的电压、电流、有功功率、功率因数、谐波等参数进行检查，并经过该器材自带的SPI接口与单片机相连。

　　办理体系与上位机以串行办法通讯。上位机可对此体系进行检查，并能修正操控参数，然后完成遥测、遥信、遥控、遥调等四种遥控功能。

　　设备的硬件原理结构如图2所示。其首要功能模块包含：

　　(1) 对沟通侧母线电压、电流、谐波等参数进行监测，对沟通电路进行采样，对离散数据进行处理(一个周期采样20～0次)，计算出线路的有功功率、无功功率以及线路的功率要素。这些功能能够选用一个ATT7022B来完成。

　　(2) 对整流后的直流操作电源线路进行监测。监测其电压、合闸电流以及操作电源是不是发作毛病等。一起，能够选用监测得到的电压作为二极管主动调压的依据，完成操作电源主动分档调压。

　　(3) 对备用操作电源设备(蓄电池)进行巡回检查(对单体电池检查)，了解电池电量以及有关参数并及时替换电池，操控电池充放电情况.使电池保持最好情况，有效地延伸电池的运用寿命。

　　(4) 因为设备的功能键盘需要不多，能够选用单片机通用I/O口拓展的矩阵键盘，显现有些选用中文液晶显现模块。

　　(5) 选用串行通讯协议完成与上位机通讯，能够长途操控与监测。

　　依据体系的技术进程能够知道，体系首要完成的功能有三大模块：沟通数据采样模块、蓄电池组办理模块以及直流操作电源信号分析模块，别的还有别的小模块如：显现、键盘、通讯模块等，前三大模块并排运转，按巡回办法采样。由定时器设定采样时刻。

　　MSP430系列单片机具有三种低功耗形式，为了削减能耗，可选用中止办法。

　　3 模块子体系详细规划方案

　　3.1 直流采样硬件规划

　　直流采样有些首要包含电池充放电操控、监测以及整流后对操作电压、电流的监测。对电池的办理还包含其温度、电压、容量等。此外，毛病报警电路也归于直流模块。直流采样电路可分为电池巡检电路、整流直流电源监测、开关量输入及操控量输出等硬件规划有些。

　　电池巡检电路包含电池单体电压监测、温度检查、电池充放电以及报警电路。电池单体电压监测包含采样电路规划和巡检逻辑电路。温度检查电路首要分为三路，分别为环境温度、电池组温度、单片机内部温度，共选用三路A/D变换器。电池充电回路选用高频开关整流电源对其充电，有些选用高频开关充电器作为充电电源，选用继电器操控电池组充电。当正常供电时，高频开关电源直接给二次电路继电器供电，一旦主电源呈现毛病，当即选用备用电源以避免事故的发作，电池组处于常备用情况。报警电路首要驱动一个蜂鸣器和一个报警发光二极管，然后完成声光报警功能。

　　整流直流电源监测包含电压电流监测和操作电源主动调压操控。直流电压监测能够选用与单体电池电压采样一样的电阻分压办法，能够与单体电池电压进行共地。操作电源包含一切二次测的动作电压，由高频开关电源供给。

　　开关量输入及操控量输出首要由信号调理电路、操控逻辑电路、驱动电路、地址译码电路、阻隔电路等构成，操控量的输出电路结构与之根本一样。

　　3.2 沟通采样硬件规划

　　沟通有些首要用于对沟通供电电路的电压、电流、功率、谐波等参数进行实时监测，以确保供电电路的安全运转，并实时地了解三相沟通电源的情况，消耗的电能以及无功、功率要素等参数，一旦电源呈现毛病，能够及时采取毛病处理办法。在本规划中，沟通模块的采样和计算均由多功能三相电能计量器材ATT7022B完成。为了确保体系安全安稳的运转，本规划选用外部电源联系电池组一起供电的办法。

　　3.3 通讯及人机接口电路硬件规划

　　该电路规划首要包含人机接口电路规划和串行通讯接口电路规划两有些。人机接口电路规划首要包含键盘矩阵电路和液晶显现电路。键盘矩阵电路首要用于输入数据，然后完成人机交互，该体系的键盘规划是选用扫描办法完成矩阵键盘。液晶显现电路作为首要的人机接口元件在智能设备中是非常首要的，本规划选用LCM 12864ZK中文液晶显现屏。通讯接口电路规划归于体系与主机以及与操作者之间的信息沟通有些。本体系与上位机的通讯选用UART异步通讯办法。

　　4 软件规划

　　4.1 直流模块软件规划

　　因为体系选用模块化规划，所以各个模块能够独立编程。直流模块的软件规划首要包含对单体电池电压、温度以及体系的开关量输入输出操控等参数进行采样.涉及到采样的巡回时刻距离、温度巡检时刻距离、数据处理办法等内容。

　　(1) 电池巡检回路的监测首要包含对电池的单体电压、电池温度、环境温度以及电池的充放电情况等参数的丈量。温度检查共包含三个子程序，选用中止办法进入温度收集子模块，完成温度收集。

　　(2) 整流直流母线电源的监控包含电压电流监测和操作电源主动调压设备。该软件模块完成的功能首要包含电压检查、合闸电流检查以及操作电源主动调压设备三有些。

　　4.2 沟通采样软件规划

　　沟通采样有些用于对沟通供电电路的电压、电流进行实时采样，并对数据进行有关处理，以取得电网的有功功率、无功功率、谐波等参数。这些功能都能够用一个专用电能计量器材ATT7022B完成。

　　4.3 通讯及人机接口软件规划

　　人机接口是体系和用户之间进行交互和信息沟通的前言，它完成信息的内部形式与人类能够承受形式之间的变换。人机接口是智能设备中不行短少的有些.它是了解与操控智能设备的要害，本规划中首要包含键盘规划、液晶中文显现两个有些。

　　键盘输入有些由矩阵扫描键盘、键盘一共设置10个功能键，包含：体系复位、电池参数显现、沟通参数显现、直流参数显现、开关情况显现、温度显现、上翻、下翻、报警情况复位。别的，还留有一个供拓展的键盘。

　　联系键盘电路的规划，液晶显现的形式选用默认和中止处理两种办法，在没有任何键输入的情况下，液晶模块显现沟通采样数据：一旦有键输入，如电池巡检参数显现，显现模块则当即进入电池参数显现情况。

　　串口通讯完成单片机与上位机的通讯，然后将收集到的数据传送到上位机进行处理和操控。

　　4.4 主程序处理模块

　　主程序处理模块作为体系的结构，首要担任对各个模块之间的和谐处理和数据交互。主程序处理模块首要初始化，首要包含对单片机各个引脚功能的界说以及相应寄存器的赋值，这其间还包含对各个功能模块操控寄存器的赋值和参数的设定。然后进入主程序的处理进程，这中间包含SPI通讯和液晶显现两个模块。