电力传输系统智能电容电流测试装置的研制

摘要

随着我国城乡配电网规模的逐渐扩大，导致配电网系统母线的对地电容电流快速增长，使得消弧线圈容量配置不足、安全管理不到位等很多问题显现了出来。由于消弧线圈的容量配置不合理，因此当系统发生单相对地短路故障时会导致接地电弧无法自行熄灭从而引发火灾、变电站母线短路、开关柜烧损等一系列故障，给电力系统的正常运转和人民的生命财产造成了巨大的安全隐患。
　　鉴于谐振接地系统可以有效的避免弧光接地过电压的产生，因此国内的很多变电站都进行了一系列的整改工作，将原来的中性点不接地方式或经低电阻接地方式替换为中性点经消弧线圈接地方式，这样当电网发生单相对地短路故障时流过母线的电容电流和流经消弧线圈的感性电流会进行相互补偿，有效的避免了接地电弧的发生，也保证了在电网发生单相对地短路期间电力传输不会立即中断，为电力检修人员争取了宝贵的故障维修时间。
　　对于中性点经消弧线圈接地的电力传输系统，当新建变电站或对已有的配电系统进行线路改造后，要及时对消弧装置及系统脱谐度进行功能试验，以便检查消弧线圈容量是否充足。只有对系统母线的对地电容电流进行测量，才能合理的调整消弧线圈的补偿容量，因此对系统母线的对地电容电流进行测量是至关重要的。
　　本篇论文首先对测量母线对地电容电流的重要性进行分析，对测量系统电容电流的方法进行介绍并加以对比，鉴于扫频测量法具有测量安全、操作简便、易于实现的优点，确定了采用扫频法来实现系统对地电容电流的测试工作。对扫频法的测试原理进行了深入分析，利用 MATLAB软件搭建了仿真模型进行仿真实验，又结合了嵌入式电子技术的相关知识，设计了扫频法测试装置的硬件电路和软件流程。整个测试系统的设计力求从当前电力系统的实际需求与使用方便的角度出发，选用高性能的STM32F103系列单片机作为主控芯片，选用带触摸功能的彩色液晶屏作为显示与控制器件，并设计了友好的人机交互界面，实现了智能化和安全化的测量。

目录

声明

第1章绪论

1.1研究背景及意义

1.2国内外研究现状

1.3本文的主要研究内容

1.4文章章节安排

第2章系统的理论分析及仿真实验

2.1一般中压配电系统的原理描述

2.2系统电容电流测量的研究方法

2.3扫频法测量系统电容电流的MATLAB仿真

2.4本章小结

第3章系统硬件设计

3.1系统硬件框架设计

3.2系统硬件原理图设计

3.3本章小结

第4章系统软件设计

4.1软件开发环境介绍

4.2系统模块化程序设计

4.3综合实验验证

4.4本章小结

第5章总结与展望

5.1总结

5.2展望

参考文献

致谢