P-1OC12-ATM2-SM?IR硬件設計

　　本設計的硬件功能模塊主要包括電源模塊、P-1OC12-ATM2-SM?IR*控制模塊、監(jiān)測模塊、信號發(fā)生模塊、通信模塊、指示燈模塊。硬件設計原理框圖如圖2所示。

圖2 硬件設計原理框圖

P-1OC12-ATM2-SM?IR信號發(fā)生器上電后，CPU即通過監(jiān)測模塊對IT系統(tǒng)的電壓進行實時監(jiān)測，測量出IT系統(tǒng)的交流頻率。當系統(tǒng)發(fā)生對地絕緣故障時，信號發(fā)生器根據(jù)測量出的頻率大小，確定測試信號的脈沖寬度以及脈沖頻率，截取系統(tǒng)波峰，產生測試信號，輪流加到L1-PE、L2-PE間。由于發(fā)生絕緣故障，故障支路可等效為一較小值電阻，連接IT系統(tǒng)發(fā)生故障的線以及大地，形成電流回路，測試信號能在故障支路上產生測試電流，絕緣故障定位儀逐路巡回監(jiān)測各支路時，在某個支路上監(jiān)測到此測試電流，即可判定此條支路為故障支路。本設計中，*控制模塊選用ST公司生產的32位ARM CortexTM-M3內核單片機STM32F103，該芯片處理速度快，zui高運行速度可達72MHz。芯片具有豐富的片內和外圍資源，片內RAM 20KB和FLASH閃存64KB，帶有多通道的12位A/D轉化模塊，以及多個SPI、I2C、CAN等通訊接口，大大簡化了外圍電路的設計。
3 P-1OC12-ATM2-SM?IR軟件設計

　　P-1OC12-ATM2-SM?IR信號發(fā)生器的控制程序用C語言編寫完成，在程序設計中采用了結構化程序設計方法，便于程序代碼的維護、移植和升級。系統(tǒng)上電后，首先完成各個模塊的初始化和自檢，確保系統(tǒng)工作的可靠性，然后確定系統(tǒng)中的各個部分硬件電路正常后，自動進入正常工作模式，系統(tǒng)主程序流程圖如圖3所示。

圖3 軟件流程圖

為了充分保證信號發(fā)生器運行的準確性與可靠性。軟件上采用了特定的程序算法進行處理，主要包括：
　　（1）P-1OC12-ATM2-SM?IR數(shù)字濾波算法。隨著電力系統(tǒng)的日漸復雜，電網(wǎng)中的諧波含量不斷增加。信號發(fā)生器采集到的*手信號中自然也包含了大量了諧波分量，以及其他一些噪聲干擾。這些干擾如果不濾除，會給后續(xù)計算帶來影響。為了避免這些影響，軟件在采集到數(shù)據(jù)之后，采用了數(shù)字濾波算法進行處理，濾除掉信號中諧波、噪聲等干擾的部分，只讓有用的信號參與結果運算，從而使計算的結果更加精確可靠。

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