图3 分机系统电路框图

    分机单片机采用51系列中实用的ATMEL公司生产的AT89S51单片机。AT89S51单片机片内4K程序存储器是FLASH工艺，存储器可用电的方式瞬间擦除、改写。缩短设计、开发时间。

    数据采集系统将现场电流、电压模拟信号经电压形成、采样保持、低通滤波器（ALF）、A/D转换器变成数字信号。系统正常工作时各分机不断地进行数据采集，数字信号通过接口电路传送给AT89S51单片机P0口。

    AT89S51单片机将采集数据与程序存储器中的整定值进行比较，如果采集数据大于整定值，确认为过流后，分机立即报告主机，并报告分机编码，等待主机进一步确认，如果主机确认该分机对应出线过渡过流故障，分机立即动作；如果主机确认该人机无过流故障，分机不动作。

    开关量输入、输出接口部分是微机保护系统与外部联系的部分。为提高系统抗干扰能力，开关量输入、输出电路经光电隔离芯片与AT89S51单片机P1口连接。如果分机需动作，分机通过开关量输出电路驱动相应继电器，如跳闸出口继电器、信号继电器。

    串行通信接口将分机与主机联接成一个有机整体。为提高分机、主机可靠性以及抗干扰能力，串行通信接口分别通过光电隔离芯片与分机、主机连接。分机通过串行通信可将本线路过流信息及分机编码传送给主机，使主机能够逻辑判断过流故障。由于AT89S51单片机串行口输出电平是TTL电平，不能进行远距离通信，须进行电平转换。现典型三级供电网是由100～1000m电缆组成，因此通信距离至少满足1000m。目前RS-485最远通信距离为1200m，标准节点数32个，符合设计要求，因而可外扩展RS-485电平转换电路。AT89S51单片机输出的TTL电平通过光电隔离芯片后，由MAX485芯片转换为RS-485电平后与主机通信。

    4.2 系统主机硬件组成及工作原理

    选择性速断过流保护系统主机由PC机、RS-485/ RS-232转换器组成。系统主机电路框图如图4所示。

    

    图4 主机系统电路框图

    分机通过串行通信传送的RS-485电平由RS-232/ RS-485转换器转换为RS-232电平，最后输入PC机的RS-232接口。反之PC机通过串行通信将故障反馈信息送给对应分机。为保证主机与各级通信距离不超过1200m，系统设计将主机安装在井上中央变电所。