可通信智能型直流电源屏的研究
|
摘要
直流电源屏作为供电电源在变电站、发电厂、大中型厂矿企业等供电系统中占有很重要的地位，主要用于向控制、保护、通信设备、自动装置操作机械和调节机械的传动机构供电，同时还可以作为独立的事故照明电源，所以其性能及可靠性直接影响到整个供电系统的正常安全运行。随着电网自动化及供电设备无人值守的推广，对直流电源屏的安全、可靠、稳定等性能提出了更高的要求，因此可通信智能化电源的研究和应用成为当前实现电网改造的一个重要课题。
本论文结合河北省攻关项目“静态电器”，在研究国内外有关直流电源最新科研成果的基础上，分析了可通信智能型直流电源屏的实现问题。从实际出发，说明了本课题研究工作的可行性、必要性和重要性。并着重介绍了可通信智能型直流电源屏的硬件和软件设计思想。
课题利用电力电子技术、控制技术和微电子技术相结合，采用单片机控制一种新型的智能晶闸管模块(ITPM)来实现，具有四种功能选择(强充、均充、浮充、自动)，三遥(遥调、遥测、遥控)和上下限报警、智能显示等功能。
The DC distributor shelf play a important role in transformer substation, power plant, big and middle plants etc. It supply mainly to the controled, protected and communicate equipment, automechanism, manipulaor and adjusted machine.The same time it may as accident lighting power supply, so its performance and reliability affect directly the running safely of whole power supplying system. With the electricity net automatization and the power supply equipment nobody-guard, the society put forward highly appeal about safety. realiability and stabilization. So the study of communication and intelligence DC power supply become an important task in electricity net rebuilded , now.
In this paper , we analyse the realization problem of the DC power supply on base of the latest research native and abroad. From pratice , we explain detailedly the realization. necessity and importance, and introduce emphasisely the software and hardware of the DC distributor shelf.
In the task, we utilize power electronics technology , controled technology and micro-electronics technology, adopt single-chip controlling a new intelligent thyristor power module (ITPM) and realize the DC distributor shelf , It have four founctions (strong charge, even charge , float charge , automatic charge,) three long-distance control, alarm and intelligent display etc.
本论文结合河北省攻关项目“静态电器”，在研究国内外有关直流电源最新科研成果的基础上，分析了可通信智能型直流电源屏的实现问题。从实际出发，说明了本课题研究工作的可行性、必要性和重要性。并着重介绍了可通信智能型直流电源屏的硬件和软件设计思想。
课题利用电力电子技术、控制技术和微电子技术相结合，采用单片机控制一种新型的智能晶闸管模块(ITPM)来实现，具有四种功能选择(强充、均充、浮充、自动)，三遥(遥调、遥测、遥控)和上下限报警、智能显示等功能。
The DC distributor shelf play a important role in transformer substation, power plant, big and middle plants etc. It supply mainly to the controled, protected and communicate equipment, automechanism, manipulaor and adjusted machine.The same time it may as accident lighting power supply, so its performance and reliability affect directly the running safely of whole power supplying system. With the electricity net automatization and the power supply equipment nobody-guard, the society put forward highly appeal about safety. realiability and stabilization. So the study of communication and intelligence DC power supply become an important task in electricity net rebuilded , now.
In this paper , we analyse the realization problem of the DC power supply on base of the latest research native and abroad. From pratice , we explain detailedly the realization. necessity and importance, and introduce emphasisely the software and hardware of the DC distributor shelf.
In the task, we utilize power electronics technology , controled technology and micro-electronics technology, adopt single-chip controlling a new intelligent thyristor power module (ITPM) and realize the DC distributor shelf , It have four founctions (strong charge, even charge , float charge , automatic charge,) three long-distance control, alarm and intelligent display etc.
引文
[1] 王光柱，王雷，王玉斌．单片机控制IGBT直流电源屏的研制．《电力电子技术》，1999年第3期：35—37
[2] (美)John G,Kassakian.Principles of Power Electronics.Addis on Weseley publishing company,1991
[3] 李爱文．现代通信基础开关电源的原理和设计．北京：科学出版社，2001
[4] (美)Christopher C.Smith.DC power Supplies.《Metal Finishing》．2000年第1期：681—682
[5] S.Y(Ron)Hui, Henry Sim-Hung Chung. A Bidirectional AC-DC Power Converter with PowerFactor Correction.《IEEE Transactions on Power Electronics》，2000年15卷第5期：942—949
[6] 刘勇强．智能型大功率直流电源．《微型机与应用》，1993年第8期：21—22
[7] 黄俊，王兆安．电力电子变流技术．第3版．北京：机械工业出版社，1993
[8] 毛永卫，邓想珍．单片机在高频开关充电机中的应用．《自动化与仪表》，2000年第3期：33—35
[9] 尹成群，郭玉忠，赵焕庆．无人值守通讯电源的研制．《电力情报》，1995年第4期：54—57
[10] 钱良国，刘长寅．智能充电技术和智能充电器．《铁道标准设计》，1999年第12期：18—20
[11] 田闯．直流电源屏电池单片机监测系统．《西铁科技》，2001年第1期：16—18
[12] 吴志成，田熙光，徐丽英．微机监测控制直流电源系统．《吉林水利》，2000年第11期：23—25．
[13] 杨建英．无人值守通信站集中监控系统．《铁道通信信号》，1997年第12期：12—13
[14] 晏治喜，侯锐青．变电站远程通信的应用研究与控制，《湖北电力》，1997年第4期：31—33
[15] 赵良炳．现代电力电子技术基础．北京：清华大学出版社，2001
[16] 曹杰，吴济钧．晶闸管智能化模块．《中国电力电子商情》，2001年第2期：15—22
[17] 常健生．检测与转换技术．第2版．北京：机械工业出版社，1997
[18] 曹建．LEM电流传感器在电力设备介电特性在线监测中的应用．《元器件与应用》，2000年4期：31—33
[19] 张文娜．磁不偿式电压电流传感器及其应用．《国外电子元器件》，2000年第6期：19—21
[20] 李勇军．新型微处理器监控电路．《国外电子元器件》，2001年第5期：69—70
[21] 辛德强，朴顺善．X25045与8051的接口技术．《电子技术应用》，1999年12期：30—33
[22] 罗志坤，徐直坚．串行可编程监控E~2PROM器件X25045及其应用．《电子技术》，1998年12期：35—37
[23] 巨兰．带4KE~2PROM的X25045在监控分系统中的应用，《电光系统》，2000年第2期：50—54
[24] 王晓蔚，张翌辉，樊大伟．MAX197在数据采集系统中的应用．《电子技术》，2002年第3期：53—55
[25] 雷道振，张迎新，谈锐．MAX197多量程A/D转换器及应用．《国外电子元器件》，1996年11期：12—14
[26] 李汉军，徐百荣，张孝虎等．用MAX197实现直流电压的测量．《仪器仪表用户》，2001年第5期：22—24
[27] 朱一纶．高速A/D转换芯片MAX197及其在在微机系统中的应用，《金陵职业大学学报》，2000年第5期：16—19
[28] 王校蔚，张楚辉．MAX197在数字采集系统中的应用．《电子技术》，2002年第4期：30—32
[29] 王青文．集成芯片AD558及其带在风向风速仪中的应用．《气象水文海洋仪器》，1999年7期：10—12
[30] ANALOG DEVICE,AD558,《www.2lic.com网上资料》
[31] 李外云．HD7279A在单片机键盘和显示接口中的应用．《岳阳师范学院学报》，2001年第14卷第1期78—81
[32] 刘国用．MAX232/MAX232A收发器及其应用．《国外电子元器件》，1997年3期：28—31
[33] 罗维国，吴微．RS232/TTL电平转换芯片MAX232的原理．国外电子元器件》，1999年4期：
46—47
[34] 刘艳玲．采用MAX232实现MCS-51单片机与PC机的通信．《天津理工学院学报》，1999年第2期：57—60．
[35] 刘进海，刘志博，马力．基于RS-232异步串行通信接口通用通信协议的设计与实现，《现代电子技术》，1998年7期：8—10
[36] Kelly Flaherty. Microcontroller controls multichemistry battery charger. 《EDN》, 2000 (3): -E17-E17.
[37] 胡汉才．单片机原理及其接口技术．北京：清华大学出版社，1996
[38] 潘新民，王燕芳．单片微型计算机实用系统设计．北京：人民邮电出版社，1992
[39] Bayoumy, M.; El-Hefnaw, S. New techniques for battery charger and SOC estimation in photovoltaic hybrid power systems. 《Solar Energy Materials and Solar Cells》, 1994 (1): -509-514
[40] 俞宁，殷仁菊，游维涛．单片机分布式数据采集和控制系统中的通信软机设计．《微计算机信息》，1998年第14卷第5期
[41] 贾惠芹，张拥军．用VB通信控件开发微机与单片机的串行通信程序．《现代电子技术》，1998年第7期：23—26
[42] 陈佩江，周洪玉．串行通信在远程监控系统中的应用．《哈尔滨理工大学学报》，2002年第2期：42—45
[43] 李军，刘君华．基于AT90S8515的串行通信及其应用．《自动化与仪器仪表》，2002第3期：22—25
[44] 黄永平，韩甸苹，胡谦．用Visual Basic的通信控件实现串行通信．《长春邮电学院学报》，23—28
[45] 匡万，毛幼菊．单片机与PC机串行通信的研究．《微计算机信息》，1998年第4期：24—26
[46] 刘玉志，李昌禧．用VB实现串行通信的开发应用．《计算机与通信》，1998年第1期：25—27
[47] 杨定生．综合自动化变电所采用的串行通信接口，《农村电气化》，1999年第3期：24—25
[48] Jan Axelson(著)，精英科技(译)．Serial Port Complete(串行端口大全)．北京：中国电力出版社，2001：117～129，183～189
[49] 高海生，杨文焕．单片机应用技术大全．成都：西南交通大学出版社，1996
[50] 周率．单片机控制的110v直流电源的研制．《电工技术杂志》，2000年第7期：47—49
[51] 杨智应．VB中的串行通信程序设计原理．《广西民族学院学报(自然科学版)》，1998年第2期：42—45
[52] 王幸之，王雷，翟成等．单片机应用系统抗干扰技术．北京：北京航空航天大学出版社，2001
[53] 王幸之．8051／8098单片机原理及接口设计．北京：兵器工业出版社．1998
[54] 姚为正，易映萍．智能化电器的抗干扰技术．《低压电器》，1998年第3期：
[55] 李恩玲，周如培．IGBT的发展现状及应用．《半导体杂志》，1998年第3期：48-51
[56] 史平君，用IGBT设计特种电源．《电子产品世界》，1999年第2期：28-30
[57] Farhad Sarvar, David C. Whalley, and Ming K. Low. IGBT Package Design for High Power Aircraft Electronic Systems. 《Journal of Electronic Packaging》, 2001年123卷第4期: 338—343
[2] (美)John G,Kassakian.Principles of Power Electronics.Addis on Weseley publishing company,1991
[3] 李爱文．现代通信基础开关电源的原理和设计．北京：科学出版社，2001
[4] (美)Christopher C.Smith.DC power Supplies.《Metal Finishing》．2000年第1期：681—682
[5] S.Y(Ron)Hui, Henry Sim-Hung Chung. A Bidirectional AC-DC Power Converter with PowerFactor Correction.《IEEE Transactions on Power Electronics》，2000年15卷第5期：942—949
[6] 刘勇强．智能型大功率直流电源．《微型机与应用》，1993年第8期：21—22
[7] 黄俊，王兆安．电力电子变流技术．第3版．北京：机械工业出版社，1993
[8] 毛永卫，邓想珍．单片机在高频开关充电机中的应用．《自动化与仪表》，2000年第3期：33—35
[9] 尹成群，郭玉忠，赵焕庆．无人值守通讯电源的研制．《电力情报》，1995年第4期：54—57
[10] 钱良国，刘长寅．智能充电技术和智能充电器．《铁道标准设计》，1999年第12期：18—20
[11] 田闯．直流电源屏电池单片机监测系统．《西铁科技》，2001年第1期：16—18
[12] 吴志成，田熙光，徐丽英．微机监测控制直流电源系统．《吉林水利》，2000年第11期：23—25．
[13] 杨建英．无人值守通信站集中监控系统．《铁道通信信号》，1997年第12期：12—13
[14] 晏治喜，侯锐青．变电站远程通信的应用研究与控制，《湖北电力》，1997年第4期：31—33
[15] 赵良炳．现代电力电子技术基础．北京：清华大学出版社，2001
[16] 曹杰，吴济钧．晶闸管智能化模块．《中国电力电子商情》，2001年第2期：15—22
[17] 常健生．检测与转换技术．第2版．北京：机械工业出版社，1997
[18] 曹建．LEM电流传感器在电力设备介电特性在线监测中的应用．《元器件与应用》，2000年4期：31—33
[19] 张文娜．磁不偿式电压电流传感器及其应用．《国外电子元器件》，2000年第6期：19—21
[20] 李勇军．新型微处理器监控电路．《国外电子元器件》，2001年第5期：69—70
[21] 辛德强，朴顺善．X25045与8051的接口技术．《电子技术应用》，1999年12期：30—33
[22] 罗志坤，徐直坚．串行可编程监控E~2PROM器件X25045及其应用．《电子技术》，1998年12期：35—37
[23] 巨兰．带4KE~2PROM的X25045在监控分系统中的应用，《电光系统》，2000年第2期：50—54
[24] 王晓蔚，张翌辉，樊大伟．MAX197在数据采集系统中的应用．《电子技术》，2002年第3期：53—55
[25] 雷道振，张迎新，谈锐．MAX197多量程A/D转换器及应用．《国外电子元器件》，1996年11期：12—14
[26] 李汉军，徐百荣，张孝虎等．用MAX197实现直流电压的测量．《仪器仪表用户》，2001年第5期：22—24
[27] 朱一纶．高速A/D转换芯片MAX197及其在在微机系统中的应用，《金陵职业大学学报》，2000年第5期：16—19
[28] 王校蔚，张楚辉．MAX197在数字采集系统中的应用．《电子技术》，2002年第4期：30—32
[29] 王青文．集成芯片AD558及其带在风向风速仪中的应用．《气象水文海洋仪器》，1999年7期：10—12
[30] ANALOG DEVICE,AD558,《www.2lic.com网上资料》
[31] 李外云．HD7279A在单片机键盘和显示接口中的应用．《岳阳师范学院学报》，2001年第14卷第1期78—81
[32] 刘国用．MAX232/MAX232A收发器及其应用．《国外电子元器件》，1997年3期：28—31
[33] 罗维国，吴微．RS232/TTL电平转换芯片MAX232的原理．国外电子元器件》，1999年4期：
46—47
[34] 刘艳玲．采用MAX232实现MCS-51单片机与PC机的通信．《天津理工学院学报》，1999年第2期：57—60．
[35] 刘进海，刘志博，马力．基于RS-232异步串行通信接口通用通信协议的设计与实现，《现代电子技术》，1998年7期：8—10
[36] Kelly Flaherty. Microcontroller controls multichemistry battery charger. 《EDN》, 2000 (3): -E17-E17.
[37] 胡汉才．单片机原理及其接口技术．北京：清华大学出版社，1996
[38] 潘新民，王燕芳．单片微型计算机实用系统设计．北京：人民邮电出版社，1992
[39] Bayoumy, M.; El-Hefnaw, S. New techniques for battery charger and SOC estimation in photovoltaic hybrid power systems. 《Solar Energy Materials and Solar Cells》, 1994 (1): -509-514
[40] 俞宁，殷仁菊，游维涛．单片机分布式数据采集和控制系统中的通信软机设计．《微计算机信息》，1998年第14卷第5期
[41] 贾惠芹，张拥军．用VB通信控件开发微机与单片机的串行通信程序．《现代电子技术》，1998年第7期：23—26
[42] 陈佩江，周洪玉．串行通信在远程监控系统中的应用．《哈尔滨理工大学学报》，2002年第2期：42—45
[43] 李军，刘君华．基于AT90S8515的串行通信及其应用．《自动化与仪器仪表》，2002第3期：22—25
[44] 黄永平，韩甸苹，胡谦．用Visual Basic的通信控件实现串行通信．《长春邮电学院学报》，23—28
[45] 匡万，毛幼菊．单片机与PC机串行通信的研究．《微计算机信息》，1998年第4期：24—26
[46] 刘玉志，李昌禧．用VB实现串行通信的开发应用．《计算机与通信》，1998年第1期：25—27
[47] 杨定生．综合自动化变电所采用的串行通信接口，《农村电气化》，1999年第3期：24—25
[48] Jan Axelson(著)，精英科技(译)．Serial Port Complete(串行端口大全)．北京：中国电力出版社，2001：117～129，183～189
[49] 高海生，杨文焕．单片机应用技术大全．成都：西南交通大学出版社，1996
[50] 周率．单片机控制的110v直流电源的研制．《电工技术杂志》，2000年第7期：47—49
[51] 杨智应．VB中的串行通信程序设计原理．《广西民族学院学报(自然科学版)》，1998年第2期：42—45
[52] 王幸之，王雷，翟成等．单片机应用系统抗干扰技术．北京：北京航空航天大学出版社，2001
[53] 王幸之．8051／8098单片机原理及接口设计．北京：兵器工业出版社．1998
[54] 姚为正，易映萍．智能化电器的抗干扰技术．《低压电器》，1998年第3期：
[55] 李恩玲，周如培．IGBT的发展现状及应用．《半导体杂志》，1998年第3期：48-51
[56] 史平君，用IGBT设计特种电源．《电子产品世界》，1999年第2期：28-30
[57] Farhad Sarvar, David C. Whalley, and Ming K. Low. IGBT Package Design for High Power Aircraft Electronic Systems. 《Journal of Electronic Packaging》, 2001年123卷第4期: 338—343