数字技术与应用
船舶电力保护系统的智能监测技术
卡根发
（厦门海洋职业技术学院厦门
361012）
，自动化技求。
摘要：文章论速了智勃电力累统继电保护策置中相关电力参数的测试原理与技术，系就利用摄电脑强大，精确又灵活的拉制与运算功能，使新一代测试系就较传统的测试展就在功能，情度，智能化等方面部有新的进展。
关键调：电力保护
电子技术
中图分类号[TP9]
智能测试
文献标识码：A
1引言
随着电子技术和计算机技术不断发展，尤其单片机技术在智能仪器仪表的广泛应用，为满足实际需要，开发新一代高性能，实用的光电传感器测控系绕势在必行。分布式监控系统具有分级管理、分散控制和高可靠性的优点，引入高效实用的DCS，简化传统测控系统结构，既便于维护，又为船舶电气信息化发展和应用提供了良好平台。本系统正是根据船舶电力系统这一要求研制了微电脑继电保护测试系统。
2系统功能与硬件
该船舶微电脑继电保护测试系统具有如下功能：需量发电机的三相交流电压、电流以及线电压之间、相电压与相电流之间的相位差，测试，绘制，存储和打印各主要参数，大尺寸的真彩液品显示，全功能中英文票单，操作直观荫便，具有多种附加功能如：频率测量，测量有功功率、无功功率和功率因数，判别三相电源相序，测量零序电流，检查电源变压器等按线组别，检查三相功率表接线的正确与否，测量设备的漏电流等，
船舶电力系统的继电保护要完成在电力系统中的应用，首先必须要能够区分系统的正常运行状态及故障运行状态。系统在不同的运行状态时电气参数会发生变化，继电保护测试系统正是粮据这个特点来判断系统是否出现问题。系统选用具有很高可靠性和适用于工业环境PC(Industrial Personal Compu ter)作为管理站，自主开发测控仪作为现场级。另外，当某个测控仪通道出现故降时，不影响对其它测控仪整控，而当网络出现故障时，也不影响现场控制级正常工作。在检测中为防止某些参数引起参数超限，系统还设置了各种声光报警及LED参数频闪，越限值在检测前通过人机会话方式设定，检测结束后可将检测数据以选择方式或全部参数打印方式输出。监控定时器可使系绕因干扰或软放障等原因出现异常时，系统自动恢复运行，具有自检自报功能。电源断电检测，当发生断电时可将该间状态及数据等全部保护起来，一且来电整个系统能实现补偿运行。
输入信号的预处理电路由电压形成回路、前置模拟低通滤波器，多路模拟开关、模数转换器等环节组或。系统将输入至保护测试装置的电流、电压等模拟量准确地转换成所需的数字景，单片机系统主要完成测试所需的功能程序，同时对输入信号
10
数字技术与应用方方数据
文章编号：1007-0916（2010)09-0010-01
的预处理系统输人的原始数据进行分析处理，从面实现继电保护测试功能，内置电范，可实现交、直流两用，操作携带方便，另外，具有RS232C和RS485审行通讯接口，便于和PC机进行款帮通讯。
船舶电力的继电保护系统如何准确地测量各相位差是非常重要的。通常在稳定的大信号中做到这一点是较容易的，但在小电流测量时就有一定的难度，本系统中电流I下限为10mA，此时电流通过钳形电流互感器耦合进来的信号强度非常微弱，再经沿途的相关传输电路，最终到达测量点时已有一定失真，上下波形不对称，过零点移位产生相移，所以在进行相位测量之前需进行许多预处理，如相移矫正、波形矫正及放大等。系统判断电压与电流之间的相位关系是超前还是滞后，系统采用 74ALS74是带有预置、清零输人、上祖触发的边沿触发器。根据D敏发器的特性，输出状态与D端状态相同，即S与C端都为高电平，时钟脉冲CP为上升滑时，输出Q 端与D端同为低或高电平，由两种情况相位波形可知，当Q端为高电平时，电压V超前于电流1，当Q端为低电平时，电压V滞后于电流1。
系统为保证电压，电流信号的快速，高精度测量，首先将交流信号进行线性整流，采用高速A／D转换器对整流后的波形采样，采样波数应取偶数，使得原交流正，负半周被采样的次数相等，这样即使交流信号的正、负半周不对称，也能进行精确测量。
选用的A/D转换器是MAX186，它是一种低功耗8通道的审行12位逐次返近型A/D 转换器，具有内部高带宽采样保持电路，采样速率133kHz，它将多路转换开关，基准电压源、时钟电路和转换电路集成在一块芯片上，可以与各种微处理器接口，所需外围器件很少，使用十分方便。
为提高系统的抗干扰能力，对电网干扰
波电路，通道干扰采用光电隔离，空闻干扰采用多种屏蔽，并对系统的接地也做了精心设计，通过以上措施及程序的周密设置，使该系统在骼舶上通到高频等干扰及较悉劣的机舱环境中也能正常运行，检测出的各项参数精度均可达到国际标准，符合要求，
系统软件
测试系统软件设计采用模块化的设计
思想，系统监控软件功能模快规划为：系统管理、监控管理、测览打印等。根据系统的功能需求和VB6.0软件的特点，规划系统的功能模块，同时，系统中的功能模块建立在通讯程序和数据库及数据表的基础上。
各功能模块主要作用如下；系统管理模块：完成用户的增减，注册、密码设置、完成系统韧始化处理、系统自检，系统巡出功能，监控管理模块：定时采集工作参数，直观显示所测试数据，同时，实现系统故障诊斯及处理，浏览打印模块：用于查询和打印某批次测试参数，便于进行分析和统计。
软件设计是以模块化结构、全开放指导思想，保证系统实时性，运行时尽量减少人工干预和操作、系统韧始化参数在线可调，工作状态直观显示，以便于监控和操作，测控与IPC通讯是分布式系统集中管理和分散控制的方式。
系统的采样中断程序是由各功能处理模块子程序组成的。程序入口的第一个模块是初始化，即设置中断方式、内部RAM工作单元预设初值、外部接口芯片初始化等，经过初始化后，根据键盘按下内容判断是测量程序还是键功能处理程序。如果是测量命令，先判断测量项日类型，然后进行相应测量，测量完毕上送测量结果，接着进行下一轮判断，如果是键功能处理命令，则进一步判断执行动作。利用AT89C52的审行通讯口及MAX485芯片的接口电路实现与 IPC通讯，使AT89C52单片机应用系统与计算机通信操作接口非常友好。
4结语
舶舶电力网引人电腾智能检测系统，可使船舶电力系统与整舶电气设备有机结合在一起，既可集中管理，集中控制又可分散控制，独立操作，既可在线修改也可集中监测，控制精度高，反应及时准确，该骼舶电脑智能继电保护测试系统经在实骼上长时间试适行证明，性能稳定，可靠性高，测量准确可寒，操作极为方便。除用于解舶电力网继电保护系统的参数测量外，也可用于电机故障检修，船用交流电气设备的相序检查及常规电工测量。该系统还其有能耗低，抗干扰能力强等优点。保证了船舶电力系统检测的准确性，消除了轮机管理人员的人为误差，同时还可节省大量人力物力，大大提高了工作效率，经实践证明该系统具有较高的经济效益，科技含量高，值得推广应用。