基于MSP430的直流系统接地检测装置的研究

摘要

直流系统是电力系统的重要组成部分，其稳定性关系着发电厂、变电所等安全运行。由于直流系统较复杂，分布范围广，发生故障的几率较大，其中直流接地故障为最常见故障，极易使继电保护装置和控制回路误动作，给电力系统造成大的故障隐患，进而引发更为严重的电力事故。因此，在直流系统中安装绝缘检测装置，当电力系统发生直流接地时，能迅速发出报警信号及检测出系统发生直流接地的故障点，对电力系统安全稳定运行具有重要意义。据此，本课题开展了如下工作: (1)分析了现有变电站直流接地常用的查找方法，认证了在发生直流接地时，利用直流接地检测装置查找直流接地点是最有效可靠快速的方法; (2)在分析比较诸多直流接地检测方法的基础上，选用注入超低双频交流信号注入法; (3)本直流检测系统以MSP430为核心，组合了信号检测模块、信号输出模块、人机接口模块、以太网模块等硬件电路，搭建了直流系统接地检测装置硬件平台。并介绍了系统中各个硬件模块的设计、实现、调试过程; (4)设计了系统总体程序流程图、系统初始化软件流程图、超低双频信号输出模块软件流程图、信号检测模块软件流程图及LCD显示软件流程图，并给出相应程序清单。 最后对直流检测系统进行测试，结果表明该装置具有较高的准确性。

目录

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摘要

第1章 绪论

1．1 直流电源系统概述

1．1．1 直流电源系统

1．1．2 直流系统运行简介

1．2 直流系统接地故障分析

1．2．1 直流系统接地原因

1．2．2 常见直流接地情况分析

1．2．3 常见直流接地查找方法

1．3 国内外研究的现状

1．4 本论文研究的主要内容

第2章 直流系统接地故障检测方法分析

2．1 平衡电桥法

2．2 漏电流检测法

2．2．1 霍尔磁式平衡法

2．2．2 开关切换检测法

2．3 注入低频交流法

2．3．1 定频法

2．3．2 变频法

2．4 超低双频检测法

2．5 本章小结

第3章 基于MSP430的直流系统接地检测装置的总体设计

3．1 系统总体设计方案选择

3．2 微处理器模块

3．2．1 单片机概述

3．2．2 单片机优势

3．3 信号输出模块

3．3．1 超低双频模块分析和选择

3．3．2 光电耦合器选择

3．3．3 超低双频功放选择

3．4 信号检测模块

3．4．1 霍尔传感器选择

3．4．2 信号调理电路设计

3．5 人机接口模块

3．6 以太网模块

3．7 本章小结

第4章 直流接地检测装置的硬件设计

4．1 控制器模块

4．2 信号输出模块

4．2．1 超低双频模块电路

4．2．2 光电耦合器电路

4．2．3 功放模块电路

4．3 信号检测模块

4．3．1 固定传感器检测模块

4．3．2 可移动传感器检测模块

4．3．3 信号处理模块

4．4 人机接口模块

4．5 以太网模块

4．6 本章小结

第5章 直流接地检测装置的程序设计

5．1 程序总体流程

5．2 软件子模块设计

5．2．1 系统初始化

5．2．2 超低双频信号输出模块

5．2．3 信号检测模块

5．2．4 接地电阻计算模块

5．2．5 人机接口模块

5．2．6 以太网通信模块

5．3 本章小结

第6章 装置的实验测试

6．1 功放模块调试

6．2 超低频信号调试

6．3 接地阻容值检测

6．4 上位机通信测试

6．5 本章小结

第7章 总结与展望

7．1 总结

7．2 展望

附录A

附录B

参考文献

致谢