配电变压器监控终端的开发
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摘要
配电自动化系统是集计算机技术、自动控制技术、数据通信技术以及相关电力系统技术于一身的信息管理控制系统。配变监测终端TTU(Transformer
Terminal Unit)是配电自动化系统中的重要部分，在系统中完成采集模拟量(电压、电流等)和状态量(如开关状态)，以及执行遥控(开、合操作)操作等功能，实现对配电变压器的实时监测，保障配电系统的可靠运行。
本文主要研究了基于MSP430F449单片机的配电监测终端的实现，较详细地介绍了系统的硬件设计、软件设计、核心算法，介绍了通讯规约IEC870-5-101和I~2C的实现。最终研制的配电监测终端具有实时数据采集和处理、数字量输入和输出、支持标准通信规约、和上位机通讯以及在线配置系统参数等功能。
本文研制的TTU采用标准RS232通讯口，实时性强，通过上位机可以灵活、方便地进行参数配置。具有较大的推广价值。
The Distribution Automation System is an information management system based on computer technology, automation control technology, data communication technology and correlative electric power system technology. Being the import unit of the Distribution Automation System, the Transformer Terminal Unit namely TTU ,samples AC input(such as voltage, current and so on) and state(for example: switch state) and executes remote control command(open operation or close operation), TTU supervise the action of transformer ,so it guarantee the security of DAS(Distribution Automation System)
This paper is mainly based on the study of Transformer Terminal Unit based on MSP430F449 SCM, The work of this paper includes: first, introduces the design of the hardware system and the software system of TTU, the core mathematical principle, and then, Discusses the implementation of the communication protocol:IEC870-5-101 and I2 C in detail. This TTU does well in such sides as: real time data sampling and processing, digital signal input and output, communication with PC and configuration.
The TTU adopts RS232 standard, has good real time quality, and can be configured easily and conveniently by PC, so it has high popularizing values.
Terminal Unit)是配电自动化系统中的重要部分，在系统中完成采集模拟量(电压、电流等)和状态量(如开关状态)，以及执行遥控(开、合操作)操作等功能，实现对配电变压器的实时监测，保障配电系统的可靠运行。
本文主要研究了基于MSP430F449单片机的配电监测终端的实现，较详细地介绍了系统的硬件设计、软件设计、核心算法，介绍了通讯规约IEC870-5-101和I~2C的实现。最终研制的配电监测终端具有实时数据采集和处理、数字量输入和输出、支持标准通信规约、和上位机通讯以及在线配置系统参数等功能。
本文研制的TTU采用标准RS232通讯口，实时性强，通过上位机可以灵活、方便地进行参数配置。具有较大的推广价值。
The Distribution Automation System is an information management system based on computer technology, automation control technology, data communication technology and correlative electric power system technology. Being the import unit of the Distribution Automation System, the Transformer Terminal Unit namely TTU ,samples AC input(such as voltage, current and so on) and state(for example: switch state) and executes remote control command(open operation or close operation), TTU supervise the action of transformer ,so it guarantee the security of DAS(Distribution Automation System)
This paper is mainly based on the study of Transformer Terminal Unit based on MSP430F449 SCM, The work of this paper includes: first, introduces the design of the hardware system and the software system of TTU, the core mathematical principle, and then, Discusses the implementation of the communication protocol:IEC870-5-101 and I2 C in detail. This TTU does well in such sides as: real time data sampling and processing, digital signal input and output, communication with PC and configuration.
The TTU adopts RS232 standard, has good real time quality, and can be configured easily and conveniently by PC, so it has high popularizing values.
引文
[1] 张建国，王晓春，吴国良，配电自动化技术的发展及系统构成，河北电力技术，1998年第6期，p27～30
[2] 谢大为，杨晓忠，配变监控终端在配电自动化中的应用，现代电力，Vol．No．6，Dec．2002 p70～72
[3] 张宪法，吴国良，配电综合自动化系统的设计与实现，华北电力技术，No．3，1998，p42～47
[4] 王章启，顾霓鸿，《配电自动化开关设备》，北京，水利电力出版社，1995
[5] 鲁国才，张雁，徐民，何志强等，多功能电能表及抄表技术，北京，中国电机工程学会测试技术及仪表委员会，1997
[6] 刘健，倪建立等著，《配电自动化系统》，北京，中国水利电力出版社，1999．1
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[8] 刘蓬侠，张德清，一种基于MSP430*325的全电子式多功能电能表，电脑与技术，1998年第3期p35～37
[9] 于海生，潘松峰，吴贺荣，基于复序列和锁相原理的电参数测量，电网技术，Vol．24．No．3，Mar．2000 p59～61
[10] 邱关源，《电路．上册》，第三版，高等教育出版社，1989．4
[11] 田根宝，刘振周，《高等数学．上册》，上海，上海科学技术出版社，1993．7
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[18] 陈慈萱，马志瀛，《高压电器》，北京，水利出版社 1987．6
[19] 蔡伟，李敏，黄先祥，采用MSP430的绝缘子远程监测系统，电子测量与仪器学报，Vol．16 No．3，2002年9月，p13～16
[20] 许华杰，明健，用MSP430实现斜率A／D转换，电子产品世界，2001．7B，p26～
??28
[21] 胡大可，季燕飞 应用MSP430微控制器时需注意的问题，电子产品世界，2000年3月，p63
[22] TEXAS INSTRUMENTS Application of Bootstrap Loader in MSP430 With Flash Hardware and Software Proposal, SLAA096B-July 2001
[23] 石东海，扈啸，周旭升，《单片机数据通信技术从入门到精通》，西安电子科技大学出版社，2002
[24] 秦云，李荣，沈晓晖，利用单片机通用I／O端口建立I~2C总线接口，甘肃工业大学学报，Vol．26 No．4 Dec．2000，p70～75
[25] 王洪锋，夏明飞，王坚，单片机与微机的远距离串行通信，电力自动化设备，Vol．22 No．5 May．2002，p54～55
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[27] 李朝青，《单片机和DSP外围数字IC技术手册》，北京，北京航空航天大学出版社，2003．1
[28] 陈海波，陈立功，倪纯珍，耿明，用MSP430实现LCD人机界面系统，电子产品世界，2001．11B，p13～15
[29] 崔岚，顾江，变电所监控系统中单片机的抗干扰设计，煤矿自动化，1998年第1期，p41～42
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[31] 阎石，《数字电子技术基础》第三版，高等教育出版社，1989．3
[32] 徐科军，全书海，王建华，《信号处理技术》，武汉，武汉理工大学出版社 2001．11
[33] 周耀华 汪凯仁，《数字信号处理》，上海，复旦大学出版社，1992．6
[34] 陈晓民，一种新型配变监测装置的设计与实现，湖南电力，2002年第6期，p37～39
[35] 陆永耕，单片机应用程序的高级语言设计，仪表技术，2002年第1期p9～11
[36] 谭浩强，《C程序设计》第一版，北京，清华大学出版社，1991年7月
[37] 姜文清，徐良贤，《数据结构与算法-C语言程序结构设计》第一版，上海，上海交通大学出版社，1988年8月
[38] DL／T634—1997，neqIEC870-5-101：1995，中华人民共和国电力行业标准，运动设备及系统，第5部分，传输规约，中华人民共和国电力工业部1997-11-28，1998-05-01实施，www.powerprotocol.com.cn
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[40] Ies-T20配电变压器远方终端通讯规约，版本1.0，中国济南 山东鲁能积成电子股份有限公司，2002年1月