一种简易电力线监控的单片机控制设计

摘 要：本文设计了一种简易的单片机控制的电力线监控系统，通过压敏电路为核心的前端数据采集系统采集信息，上报给单片机控制电路，进行处理和判断，然后根据需要给出报警信息驱动报警。

关键词：电力线；单片机

1 引言

电力线作为当今世界最大的有线网络，本身具有较高的利用价值，输电线路在整个电力系统运行中，起着输送电能和分配电能的重要作用，对变电站及发电厂运行有效性具有重要意义。

因此，输电线路也成为了偷盗现象经常发生的地方。电力线被盗所造成的损失，不仅仅是输电线路器材的直接损失，如果输电线路被盗不能及时发现和解决，将对输电线路运行造成严重影响，必将严重影响了社会安全和工、农业生产及人民生活秩序，甚至危及人们生命财产安全，其间接损失是不可估量的。特别是农村地区电力线或者专用电缆（例如城市路灯电力线、水库水位监测专用电力线、排灌系统的控制电力线）常常被盗割，不仅对电力系统的安全造成严重威胁，还给当地的供电部门或有关企业以及人民的生活带来巨大损害。据调查，由此造成的直接经济损失一个县都在100万元以上，中小城市200万元以上。发达地区一个供电所每年因电线盗割带来的经济损失甚至都在100万元以上。

随着大规模城乡电网改造的逐步完善，配电网硬件设施和网络架构明显加强，广大的电力用户对电能质量和供电服务则提出了更高的要求。供电管理问题就变得越来越重要。传统的防盗设备由于各自的缺陷，如不适合公用变压器的路灯电缆、不适合超长线路、不适合停电期间断线报警、成本太高等，使得路灯电缆偷盗的趋势不断恶化，解决该问题刻不容缓。

2 系统框图

为了对通过电力线的电流进行检测，设计了一种简易的单片机监控电路，监控电路有前端数据采集系统和单片控制电路、告警电路构成。前端数据采集系统收集电力线上压敏电阻的信息，单片机控制电路监控并实现报警。

图1：系统框图

3 单片机硬件电路

经过滤波以后，正弦波信号通过光耦器件和非门，转变为矩形波信号，直接进入AT89C51单片机的T1计数端口。P0.0与R4050相连，进入DIO端口。为了防止干扰，单片机不用引脚选择上拉或下拉。

4 监控电路软件设计

软件采用C语言编写，流程图如图2所示。其过程如下：系统初始化，写工作模式寄存器TMOD初值，写T0、T1寄存器初值；定时器T0用来定时20ms，工作于模式1，中断方式；定时器T1用来计数，工作于模式2。如果TL1值在一定范围之内，程序循环，反之，P0.0输出低电平。因为工频电压是50Hz，所以T0寄存器设为20ms。采用此方法可以提高数据的准确性，同时还可以简化程序达到高效的目的。

图2：监控电路软件流程图

5 报警功能

通过监控电路软件的分析和判断，如果被监测的电力线发生断电和被盗情况，则在P0.0口发出信号，送到报警电路，报警电路通过信号放大和驱动，触发声光报警。

参考文献：

[1]康华光.电子技术基础（模拟部分）[M].北京：高等教育出版社，2002

[2]曾晓宏、李忠.一种低成本高可靠性低电压线防盗方案研究.重庆：重庆电子工程职业学院学报，2014

作者介绍：

赵阔，男，汉族，四川人，硕士在读，讲师，主要研究方向：电子技术、通信系统与信息处理。

项目来源：重庆市教委科学技术研究：“基于无线通道的低成本高可靠性电力防盗报警系统研究”，项目KJ122204。