变电站直流系统绝缘监察装置的研究

摘要

变电站中的直流系统是一个独立的供电电源，一般由蓄电池组、充放电装置、绝缘监察装置、母线及各支路系统等组成。在发电厂中为控制、信号、继电保护、自动装置及事故照明等提供可靠的直流电源。直流系统的可靠与否，对发电厂的安全运行起着至关重要的作用，是整个发电厂安全运行的保证。
　　所谓“绝缘监察”就是当直流系统中某一母线或支路的绝缘电阻下降到允许值之下时，应能迅速准确的检测到，并确定是哪条线路发生问题，以便电厂运行人员及时发现及排除故障点，保证整个系统的安全。
　　本文分析了目前几种常见绝缘监察装置的原理及不足，加以总结，在此基础上提出了一种新的检测原理—“功率法”。从理论上解决了以往方法存在的主要问题，比如无法监测正负母线电阻同等下降、无法用同一方法监测母线与支路绝缘情况等。
　　本装置以通用单片机作为主处理器，根据变电站直流系统绝缘监控的要求，自行设计了模拟量输入、数字量输入输出、功率放大等功能模块，完成对直流系统绝缘状况的监测。各模块之间通过串行通讯口构成一环状通讯结构，所有的数据及命令字以“包”的形式在环路中进行传递。装置采用大屏幕液晶显示器，通过菜单形式完成电压监测、报警门限设定、输出信号调整、零点标定以及数据传输等功能。
　　本装置经过现场调试和实际运行，达到了预期目标。

目录

变电站直流系统绝缘监察装置的研究

THE RESEARCH OF THE INSULATION SUPERVISORY DEVICE FOR THE DC SYSTEM OF THE SUBSTATION

摘要

Abstract

第1章 绪论

1.1 引言

1.2 变电站直流系统概述

1.2.1 直流设备

1.2.2 直流设备的选择

1.2.3 直流系统的重要性

1.3 本文的主要研究内容

第2章 系统总体设计

2.1 概述

2.2 绝缘监察装置现状及基本原理

2.2.1 常规检测方法（电桥法）

2.2.2 信号寻迹法（交流法）

2.2.3

2.3 “功率法”基本原理

2.4 系统硬件结构

2.5 本装置主要功能

2.6 硬件电路选择

2.6.1 处理器单元的选择

2.6.2 功能板卡的确定

2.6.3 显示设备的选择

2.7 软件系统及开发工具

2.7.1 编程语言的选择

2.7.2 开发工具的选择

2.8 本章小结

第3章 系统硬件电路的设计与实现

3.1 主控板硬件电路设计

3.1.1 主控制器介绍

3.1.2 存储单元的设计

3.1.3 时钟系统的设计

3.1.4 液晶显示器及键盘接口设计

3.1.5 通讯接口的设计

3.2 正弦信号发生器的硬件电路设计

3.2.1 发生正弦波的常用硬件方法

3.2.2 发生正弦波的常用软件方法

3.2.3 利用D/A转换器产生正弦波的原理分析

3.2.4 本装置正弦波发生器电路设计

3.3 电压型精密功率放大电路设计

3.3.1 电路组成

3.3.2 电路原理介绍

3.3.3 应用电路设计

3.4 模拟量采集板硬件电路设计

3.4.1 转换芯片的选择

3.4.2 应用电路设计

3.5 串口通讯环电路结构原理及设计

3.5.1 电路结构

3.5.2 工作方式

3.5.3 主要特点

3.5.4 本结构存在的不足之处及相应措施

3.6 本章小结

第4章 软件系统的设计和实现

4.1 C51语言的特点和软件开发过程

4.1.1 C51的数据存贮类型

4.1.2 特殊功能寄存器SFR在C51中的定义

4.1.3 C51开发过程

4.2 本装置控制软件的开发设计

4.2.1 软件设计的整体规划

4.2.2 本装置程序设计介绍

4.3 本装置软件设计的特点

4.4 本章小结

第5章 直流系统绝缘监察装置的抗干扰设计

5.1 电磁兼容性技术的主要内容

5.1.1 电磁环境

5.1.2 抑制电磁干扰的原则

5.1.3 电磁兼容性设计的基础条件

5.2 电子设备的噪声及特点

5.2.1 常见噪声的种类

5.2.2 电网噪声及其特点

5.3 直流系统绝缘监察装置的抗干扰问题

5.3.1 直流系统绝缘监察装置的干扰

5.3.2 直流系统绝缘监察装置的抗干扰设计

5.4 本章小结

结论

参考文献

附录

攻读学位期间发表的学术论文

哈尔滨工业大学硕士学位论文原创性声明

哈尔滨工业大学硕士学位论文使用授权书

致谢

个人简历