1、摘要关键词0引言电力电子技术基于单片机的单相可控硅触发电路设计周长锁，阚保林，孔祥泉(中国石油大庆炼化公司，黑龙江大庆163813)介绍用单片机P891。PC935设计单相可控硅触发电路的方法。该电路充分利用了单片机的片上资源，可控硅导通角除了可以在面板上用电位器或按键调节，还可以通过接收外部的直流420mA信号或RS-485接口的通信来调节，实现远程控制。单片机可控硅触发电路随着电力电子技术的发展，具有可控导电性的可控硅在工业方面的应用范围越来越广范。可控硅触发电路也在不断发展，经历了简单的阻容移相触发电路、单结晶体管触发电路、专用集成电路触发电路，现在已经发展到基于单片机的智能触发电路。本
2、文设计的单相可控硅触发电路导通角调节方式借鉴了变频器的频率调节方式，有电位器调节、按钮调节、直流420mA信号调节和R孓485接口的通信调节4种方式。1硬件电路设计图1给出了完整的电路原理图。触发电路的核心使用了飞利浦的单片机P89LPC935，是基于80C51内核的低功耗FLASH单片机，其特点是内部有7373MHz振荡器、看门狗、复位电路和电源监视等电路，强大的功能使得外围电路很简洁。11电源输入电源采用输入单相交流AC380V和220V可选的变压器。因为同步信号从电源变压器取得，所以输入电压和可控硅工作电压要一致，保证同步。电源变压器初次级问最好有屏蔽层，可以减少干扰，防止可控硅误触发。
3、变压器次级2组输出也是隔离的，一组给控制电路供电，提供同步脉冲；另一组给光电隔离通信电路供电。交流电源过零时由于有D7的反向截止作用，三极管Q4基极没有偏置电压而截止，集电极电位变高，过零结束后Q4导通，集电极电位又变低，相当于给单片机外部中断一个下降沿脉冲，就这样每次过零后输入同步信号。12脉冲输出脉冲输出变压器可驱动12个可控硅，适用于单相半波和单相全波可控整流电路。移相范围在O180。收稿日期：20080828作者简介：周长锁(1972一)。高级工程师，主要从事电厂电气设备管理、技术改造和技术攻关工作。30 wwwchinaetnet I电工技术范围内分99级可调。0为关闭，没有脉冲输出
4、，99为最大，导通角接近180。导通角分级不是按角度平均分的，而是按输出功率平均分的，这样使输出功率和输入信号接近于线性关系，更符合调节习惯。13人机接口用2个共阳LED数码管和“功能”、 “增加”：“减少”3个按键构成人机接口。在运行状态时，显示导通角设置数值，如果设置工作于按钮调节方式，用“增加”、“减少”按键可以调节导通角。按功能键可以进入参数设置状态，用以设置调节方式选择、通信地址、通信波特率等参数。这些参数设定后保存到单片机的E2PROM存储器内，掉电不会丢失。14通信接口带光电隔离的RS-485通信接口可以远程接人自动控制系统。采用标准的MODBUS-RTU通信规约，通过通信接口可
5、以调节导通角以及进行参数的读取和更改。15其他调节方式外部输入的直流420mA电流信号通过150D,电阻变成063V电压信号，再输入到单片机第1个AD转换通道，实现直流420mA信号调节方式。调节电位器滑动端，其电压范围在0VCC之间变化。电压信号输入到单片机第2个AD转换通道，实现了电位器调节方式。这两种方式采集到的电压数据要通过计算，转换为导通角控制参数。2软件设计软件用Keil C51编写，设置了一组7个参数，具体说明见表l。运行状态时，每接收到同步信号，根据导通角设置用查表法查到对应延时参数，设置定时器0，定时时间到输出触发脉冲。导通角设置和工作模式参数有关，只有在设定的工作模式中调节
6、导通角设置才有效。通信地址和通信波特率这2个参数和RS-485通信控制方式有关。导通角高限和导通角低限设置可以使触发电路只能在设置范围内调节。输出脉冲宽度调节是为了适应不同可控硅触发特性不一致而设置的，分05ms和1ms 2档可调节。万方数据电力电子技术表1参数设置图1触发电路原理图参数 功能 (耋产盏置FO 导通角柠制F1 通信地址F2 通信波特宰F3 工作模式，F4 导通角高限F5 导通角低限F6 输出辟冲宽度0为关闭99输出最大Rs_485通信组网，同一组内设备地址不能重复0为9600bps，l为4800bps，2为2400bps3为1200bps0为电位嚣1为按钮，2为420mA，3为
7、通信低限一99【99】 设值高于高限时按高限输出0高甩0】 设置位低于低限时关闭输出010】0为05ms1为lms21主程序主程序初始化端口和定时器、AD转换、通信、键盘等模块，读取E2PROM存储器中保存的设置参数，打开看门狗，打开中断，开始运行。正常运行时主程序中只有1项工作，和定时器1计数配合检测调节键按下时间，实现按键长时间按下快速调节功能。22中断应用软件中主要功能通过中断实现，共使用了定时器0中断、外部中断1、定时器1中断、通信中断和键盘中断。中断优先级按程序功能重要性设置，定时器0中断和外部中断1用于检测同步信号，输出触发脉冲，设置为最高3级，保证触发信号的同步。通信中断设置为2
8、级，起到完整接收和发送数据的作用。定时器1中断设置为1级，键盘中断设置为最低0级。23键盘中断运行状态时按“功能”键后进入设置状态，显示“Fo”，个位LED小数点点亮指示当前已进入参数设置状态。“增加”、“减少”2个按键属于调节键，此时按调节键，显示会在“Fo”至“F7”间切换，代表参数调节入口，如显示“F1”，再按“功能”键就显示通信地址，按调节键能改变通信地址没定，显示要设定的数后，按“功能”键完成通信地址设定，显示“Fl”，如此设定其他参数。全部设置完成，调节到显示“F0”，再按“功能”键退出设定状态转到运行显示。图2定时器1中断流程图电工技术I 2008 111期131=万方数据摘要关
9、键词0引言差动保护技术直流输电线路纵联差动保护研究张培东，何杰(南方电网超高压输变电公司广州局，广东广州051003)在对高压直流输电线路故障及其保护配置进行简单分析之后，详细讨论了直流输电线路纵联差动保护原理，并结合实际案例进行分析。针对直流输电线路纵联差动保护通道做出改进，提出改进直流线路纵联保护的措施。HVDC直流线路纵联差动保护高压直流输电系统中光纤通讯技术得到了广泛应用，天广、贵广一回、贵广二回直流站间通讯系统均采用了光纤通讯。光纤通讯技术为高压直流输电线路光纤纵联差动保护提供了稳定的保护信息传输通道。然而传统的高压直流线路纵联差动保护原理受到原有PLC通讯理念的制约，动作条件苛刻，
10、闭锁判据较多，动作延时较长，在直流线路保护中仅起到作为行波保护和低电压保护的后备保护的作用。本文将详细分析直流线路保护配置，并结合实际案例讨论现有保护存在的隐患，最后结合贵广二回在直流线路保护传输通道上的改进，进一步讨论直流线路保护中光纤纵联差动保护改进实施的可能性和必要性。1高压直流输电线路保护配置天广、贵广一、二回直流线路保护安装在三套相同的保护装置中，其出口采用“三取二”的原则，保护装置均采用数字式多微处理器的SIMANDYN D装收稿日期：20080729作者简介：张培东(1978一)，工程师，从事高压直流输电运行维护管理工作；何杰(1979-)，工程师，从事高压直流输电运行维护工作。
11、置。直流线路保护主要配置有：行波保护(WFPDL)、欠电压保护(27dudt)、直流线路差动保护(87DCI。)以及交直流导线碰线保护和金属回线导线保护。其中行波保护和低电压保护以直流线路故障瞬间所传递的电流、电压行波作为判据而构成线路保护。由于直流线路电流、电压行波仅反映直流线路故障特征，不受两端换流站的控制，因而大大提高线路保护的可靠性。直流输电系统大多采用行波保护或低电压保护作为线路保护的主保护，但在实际系统中，由于行波保护和低电压保护判据较为苛刻，在直流线路经阻抗接地情况下动作条件较为恶劣，不能准确动作，需要纵联差动保护立即动作，快速可靠地切除故障，恢复直流系统正常可靠运行。直流线路差
12、动保护采用两站直流电流的差值作为动作判据，并延时500ms出口。与行波保护和低电压保护相比，线路差动具有自身的特点。行波保护和低电压保护判据中仅采用了本站的直流电压和直流电流量，而直流线路差动保护判据中采用了对站直流线路电流量，所以必须考虑两站之间通讯对保护的影响。对此，西门子公司在最初设计直流线路差动保护时做出如下考虑：对站直流线路电流量通过电力线路载波通讯PI，C进行传输，平均采样延时时间为65ms；并由于各种不可控因素，采样延时时间可能在325975ms之间变化。针对PLC通讯具有65ms延时的特点，直流线路运行状态时，如果导通角调节方式不是按钮调节方式，按调节键无效。只有在按钮调节方式
13、时，按调节键才能改变导通角设置。24通信中断接收和发送都采用中断，省去循环等待时间，单片机可以有更多的时间去处理其他中断请求。25定时器1中断定时器1中断时间间隔设为5ms，要完成大部分工作，流程图如图2所示。通信处理部分使用了MODBUSRTU通信规约中的功能码03和06，功能码03每次读取其中1个参数，功能码06每次更改其中1个参数，32 wwwchinaetnot I电T1t术如果不是通信控制导通角模式时，更改导通角无效。3结束语该触发电路经过测试，达到了设计要求。在电厂输煤系统振动给料机控制器上的实际应用中。工作稳定可靠。多种调节方式可供选择扩大了该触发电路的应用范围，能和自动控制系统
14、连接构成自动调节系统。参考文献1莫正康晶闸管变流技术北京：机械工业出版社。19911-23周立功LPC900系列Flash单片机应用技术(上册)北京：北京航空航天大学出版社，2004万方数据基于单片机的单相可控硅触发电路设计作者： 周长锁， 阚保林， 孔祥泉， Zhou Changsuo， Kan Baolin， Kong Xiangquan作者单位： 中国石油大庆炼化公司,黑龙江,大庆,163813刊名： 电工技术英文刊名： ELECTRIC ENGINEERING年，卷(期)： 2008，(11)引用次数： 0次参考文献(2条)1.莫正康 晶闸管变流技术 19912.周立功 LPC900系
15、列Flash单片机应用技术 2004相似文献(10条)1.期刊论文 王卫兵.孙永杰.刘卫东.WANG Wei-bing.SUN Yong-jie.LIU Wei-dong 单片机和FPGA的可控硅触发电路的设计与实现 -哈尔滨理工大学学报2009,14(3)针对模拟集成可控硅触发电路因元件的分散性,各触发器移相控制存在不一致的问题,设计了基于单片机和FPGA的数字式可控硅触发电路,利用A/D转换器将模拟的电压控制量预处理为数字信号量,经由脉冲同步、移向,产生满足要求的可控硅门级触发脉冲.试验结果表明,该数字式可控硅触发电路,控制精确度高,触发角的控制误差在0.090.66范围内.2.期刊论文
16、刘政.黄席樾 基于单片机的可控硅全控桥数字触发控制系统 -重庆大学学报(自然科学版)2002,25(1)针对中小型水电站励磁系统设计了一种基于单片机的新型实用的可控硅数字触发电路,运用单片机高速输出口实现可控硅全控桥的触发控制,该电路集控制、触发于一体,使其外围元件少,集成度高,控制精度高,稳定可靠,运用多种控制理论和最新电子技术及检测技术,用单片微机实现了水轮发电机组励磁控制系统的采样、控制、存贮、通讯、数字触发脉冲、软件调差及全软件实现各控制功能模,克服了模拟集成电路的缺点,使其结构简单,功能完善,可靠性高,成本低,使中小型水电机组励磁控制性能进一步提高,并阐述了一个应用于水电站励磁控制系
17、统中的实际应用.3.会议论文 黄开长.刘和平.江渝.邓力.陈安伟 快速调节消弧线圈的可控硅数字式触发电路的PIC单片机实现 2002本文介绍了利用PIC16F877单片机实现对可控硅触发的数字式控制电路.给出了实现控制电路的硬件设计和单片机的软件编程思路,该控制电路和控制方法在快速调节消弧线圈的调节控制中得到验证,已经运用于配电网的快速调节消弧线圈接地系统中.4.期刊论文 吴朝木.Wu Chaomu 8098单片机在可控硅功率调节系统中的应用 -梧州学院学报2007,17(3)该文介绍了在可控硅功率调节系统中,采用8098单片机HSO端作为控制信号输出通道的硬件和软件设计.5.期刊论文 成亮
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