冀捐灶　谢筑森　郦卫
西安空军工程大学工程学院电工教研室　710038 0　概　述

　　目前我国大多数中小型终端变电所，由于受资金和工作人员的素质等条件的制约，其倒闸操作主要还是依靠人工完成。为了防止人工操作中带负荷操作倒闸，电力系统制订了倒闸操作规程^［1］，要求工作人员严格按规程执行，但由于线路一旦出现故障，因工作人员误操作倒闸造成的事故时有发生，严重时将烧毁设备，造成大面积停电，给国民经济造成巨大的损失，有时甚至危及到操作人员的生命安全。为了减少此类事故的发生，一些有条件的中小型变电所装配了机械或电磁互联锁，但因其操作繁锁，使电力系统带故障运行时间加长，停电造成的危害和损失加大。随着我国国民经济的发展，变电所负荷愈来愈大，这种人工操作倒闸存在的问题越来越突出。下面将给出利用性能优良而价格低廉的新型电擦写单片机AT89C51实现的一种实用的具有语音提示功能的四个主要用户的倒闸自动操作控制器，使上述问题得到解决，且工作稳定可靠。

1　中小型变电所倒闸自动操作控制器的研制
1．1　倒闸自动操作控制器的工作原理

　　具有4个主要用户的小型终端变电所倒闸自动操作控制器工作原理如图1所示。当变电所监控系统检测到某用户线路（如1＃用户）有故障时，产生一个高电平的撤出运行信号给微处理器，微处理器查询到此信号后，立即向1＃用户倒闸操作机构发出高电平信号，让其执行撤出运行操作；依次断开油断路器、线刀闸和母刀闸^［1］，同时微处理器应做三件事：①让数字显示器显示数字“1”，表示“1”号用户故障；②让语音报警电路用语音准确地报出“1号用户故障”的语音3次；③启动1Hz振荡器，使其振荡。当倒闸机构依次完成撤出运行的倒闸操作后，1＃用户的灯光闪烁指示灯将开始闪烁，表示故障正在处理之中。当变电所监控系统出现了问题，没有发出撤去运行信号，可采用应急手动开关产生高电平信号给微处理器，以保证整个系统的可靠工作。当用户线路故障已排除，该线路要投入运行时，按一下1＃用户投入运行开关按钮，产生一个投入运行高电平信号给微处理器。当微处理器查询到此信号后，首先发出信号使1＃用户倒闸操作机构执行投入运行的倒闸操作；依次闭合上母刀闸、线刀闸和油断路器^［1］，故障用户灯光闪烁指示器停止工作。同时微处理器使数字显示器显示“0。，1Hz振荡器停振，语音报警电路将连续报出“1号线路投入运行”语言3次，整个操作结束。

　　倒闸操作机构原理是这样的，它将来自微处理器的信号经光电隔离器，功率放大，推动中间继电器，最后使各个执行元件动作。光电隔离器的作用是将强弱信号电气隔离开，以增加系统的抗干扰能力和可靠性。

1．2　关键电路分析

　　该倒闸自动操作控制器，是为某一只有4个主要用户的小型终端实际变电所设计的。因用户数量少，口线不必扩展，所以微处理器可选用带内部EPROM和RAM，价格低廉、能电擦写的最新型AT89C51系列单片机作为其控制核心，这样可使系统更加简单可靠。

1．2．1　语音报警电路

　　该电路采用美国ISD公司近两年新推出的ISD1200系列中的20秒单片语音录放芯片完成。电路如图2所示。该芯片工作电压为5V，静态电流为0．5mA，录放音时电流为15mA，内含EPROM，是集语音处理和存储于一体，具有重复自开发，掉电信息保存，手动和单片机控制均可，录放结束自动进入低功耗状态，直接麦克风输入和喇叭直接输出，160个基本存储单元可任意分段等特点，使用起来十分方便^{［2］［3］}。基本存储单元入口地址范围是00H到9FH。为了使该报警电路具有通用性，在此将录制语音分成16段，因每个基本存储单元存储语言时间为0．125秒，则16段语音中每段语音的录放时间为1．25秒。16段语音及其对应存储区域入口地址如表1所示。

2　结束语

　　（1）该倒闸自动操作控制系统采用语音芯片和单片机微处理器相结合，技术先进，操作方便，长期使用效果理想；
　　（2）该控制系统虽然为只有四个主要用户的中小型变电所设计，但很容易扩展到多于四路以上的控制，故有很高的实用和参考价值。

参考文献

1　李文沅．电力系统安全经济运行．重庆：重庆大学出版社，1990
2　方建淳．语音合成技术与单片微机综合系统．北京：航空航天大学出版社，1993
3　袁光明．新颖电子器件应用手册．成都：西南交通大学出版社，1995
4　苏开才，毛宗源．现代功率电子技术．长沙：国防大学出版社，1995
5　姚万业．电厂实时监控数据的共享研究．微型计算机信息，1997（4）