高压容性设备介质损耗在线监测系统研究与实现

摘要

随着我国经济的快速发展，对电力需求也越来越大，而保证电力设备安全稳定地工作也就显的尤为重要了。及时地了解高压容性电气设备的介质损耗，能有效掌握高压设备的电气绝缘性，这能为有效地保证高压设备可靠运行提供重要的判断依据。本文根据具体的工程项目，设计基于单片机的数据采集器，该采集器采用改进的过零比较法测量介质损耗，并通过无线方式将测量数据发送给上位机，在上位机编写配套软件实现测量数据实现显示、查询、打印等功能。
　　 首先，分析了介质损耗的物理意义，并分析比较了几种介质损耗测量方法的优缺点，并根据设计的复杂性，成本的要求提出改进的过零比较法来测量介质损耗。
　　 其次，设计了以C8051F023单片机为核心的下位机采集器，在硬件上选择合适的电压电流传感器，并设计了相应的调理电路，过零检测电路，无线通讯电路和电源、时钟等电路。在软件上根据硬件设计，编写了过零检测程序，AD采集等相关程序，并详细介绍了上下位机自定义的无线通讯协议。
　　 再次，设计了基于数据库的上位机管理查询软件。整个上位机软件分为三部分，数据采集程序通过无线通讯的方式实现对下位机采集器的控制和数据库的读写;软件看门狗程序有效的保障采集程序的运行;数据查询程序负责数据查询显示，并能以曲线显示或报表格式打印输出。
　　 最后，分析了整个在线监测系统的运行结果，系统运行结果表明，基于改进的过零比较法检测介质损耗和分布式的系统结构的在线监测系统，能够满足高压容性设备在线监测要求。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 课题的研究背景

1．2 在线监测系统的现状

1．2．1 集中式在线监测系统

1．2．2 分布式在线监测系统

1．3 介质损耗测量的影响因素

1．4 介质损耗的国内外研究现状

1．5 本文的课题来源及主要内容的安排

2 介质损耗的测量方法

2．1 介质损耗的物理意义

2．2 电桥测量方法

2．3 过零比较法

2．4 本章小结

3 分布测量系统数据采集器硬件设计

3．1 系统总体结构

3．2 CPU的选择

3．3 传感器的选择

3．3．1 电压传感器

3．3．2 电流传感器

3．4 滤波移相电路设计

3．5 电压，电流有效值采集电路设计

3．6 过零检测电路设计

3．7 电源电路设计

3．8 无线通讯电路设计

3．9 时钟电路设计

3．10 本章小结

4 分布测量系统数据采集器软件设计

4．1 采集器总体程序框图

4．2 过零检测程序

4．2．1 外部中断程序

4．2．2 定时器设置程序

4．3 电压电流有效值AD采集程序

4．4 时钟模块程序

4．5 通讯协议程序

4．5．1 报文格式

4．5．2 地址域

4．5．3 命令域

4．5．4 校验和

4．5．5 通讯过程

4．6 本章小结

5 远程监控中心系统的设计

5．1 监控系统程序总体设计

5．2 数据库设计

5．3 数据采集程序设计

5．3．1 数据库的读写

5．3．2 串口数据的读写

5．4 软件看门狗程序设计

5．5 数据查询显示程序设计

5．5．1 系统初始化设置

5．5．2 曲线的显示

5．5．3 报表的输出

5．6 本章小结

6 总结与展望

6．1 系统测试

6．2 本文总结

6．3 今后工作展望

致谢

参考文献

硕士期间撰写的论文