[实用新型]基于AVR单片机的电流互感器二次防开路系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及测量用电流互感器以及AVR单片机控制技术领域，尤其涉及一种基于AVR单片机的电流互感器二次防开路系统。它是一种以Atmega16为核心的电流互感器二次防开路控制系统。

背景技术

在测量用电流互感器的使用中，最为重要的注意事项是运行中的电流互感器二次线路不许开路。正常运行的二次负载阻抗很小，接近短路状态，磁势平衡式I₁W₁+I₂W₂＝I₀W₁中的激磁电流和一次匝数的乘积I₀W₁很小，铁心中的磁通Φ₀也很小。当二次线圈开路时，I₂W₂等于零，则I₁W₁＝I₀W₁，一次电流完全变成激磁电流，其铁芯磁通Φ急剧增加，磁通密度可由正常时的600-1000Gs急剧增加达14000-18000Gs，于是感应电势很高。由于磁通经过零时的变化率最大，二次线圈就出现了峰值电压可达数千伏的高电压，损坏电力设备甚至危及人身安全。

目前，在电流互感器校验电路中还没有基于AVR单片机的防开路系统。

AVR单片机是美国Atmel公司推出的精简指令单片机。其硬件结构采用8位机与16位的折中策略，提高了指令执行速度(1Mips/MHz),在软/硬件开销、速度、性能和成本诸多方面取得了优化平衡，同时I/O线全部可设置上拉电阻、可单独设定为输入/输出、可设定高阻输入、驱动能力强，可省去功率器件等特性，使得I/O口资源灵活、功能强大、可充分利用。

实用新型内容

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

基于AVR单片机的电流互感器二次防开路系统，包括电源模块、校验模块以及控制模块三部分；是在测量用电流互感器二次回路中，串联接入电流互感器二次防开路系统；具体是将标准电流互感器和被试电流互感器的一次电路和二次电路分别串联；一次回路中，升流器输出分别接标准电流互感器的L2和被试电流互感器的L2，标准电流互感器的L1和被试电流互感器的L1对接；二次回路中，标准电流互感器K1和被试电路互感器K1相连，接入校验仪K中；标准电流互感器K2与校验仪T0相连；被试电流互感器K2与防开路系统以及负载箱Z串联后与校验仪Tx相连。防开路系统串联在二次电路中，二次回路通过防开路系统的A/D滤波转换电路接入AVR单片机I/O输入接口；AVR单片机的I/O输出接口通过D/A转换电路与电源模块中的交流接触器相连接。

所述的电源模块，是由220V电源与接触器主触点输入端相连，主触点输出端与调压器相连接，接触器辅助触点与防开路系统输出端相连，调压器输出端与升流器输入端相连，升流器输出端串联在标准电流互感器和被试电流互感器一次回路中。

所述的校验模块中，标准电流互感器K1和被试电路互感器K1相连，接入校验仪K中；标准电流互感器K2与校验仪T0相连；被试电流互感器K2与防开路系统以及负载箱Z串联后与校验仪Tx相连。

所述的控制模块为防开路控制系统，防开路控制系统包括AVR单片机、电源、晶振电路、复位电路、A/D转换电路、D/A转换电路、串口电路、ISP下载接口以及JTAG仿真接口；电源采用5V直流电，与单片机Vcc端子相连；晶振为内部晶振，无需接I/O口；复位电路与单片机RESET端子相连；A/D采用单片机内部A/D电源供电，无需接I/O口；ISP下载接口与单片机PB5(MOSI)，PB6(MISO)，PB7(SCK)以及RESET共4个端子相连；JTAG仿真接与单片机TMS,TCK,TDI,TDO共4个端子相连；D/A芯片DIO-DI7与单片机D0-D7对应相连。

所述的AVR单片机选用为Atmega16单片机作为处理器，共有两种封装形式：一种是40引脚的直插式DIP40；另一种是44引脚封装的贴片式TQFP44。

所述的电源采用5V电源供电，电源正接Vcc引脚，电源地接GND引脚。

所述的晶振电路采用8MHz晶振，内部RC震荡。

所述的复位电路为低电平复位，在熔丝位里控制复位时的额外时间：直接拉一只10kΩ电阻到Vcc。