基于DSP的高压断路器在线监测装置的研制

摘要

在电力系统的一次设备中，断路器是仅次于发电机和变压器的大型电力设备，正常运行时它完成倒换运行操作，把设备或线路接入电路或退出运行，起运行控制作用；当设备和线路发生故障时能快速切断故障，保证无故障部分正常运行，起运行保护作用。当它发生故障或事故时会引起电网事故或扩大事故，造成相当的经济及其它方面的损失。因此，对高压断路器进行在线监测研究，具有重要的经济意义和技术意义。 论文先对断路器的在线监测原理进行了研究，详细介绍了利用Mayr电弧模型和Cassie电弧模型综合计算燃弧时间的方法以及电寿命的计算。并介绍了通过综合模糊技术来进行故障诊断，从而得知断路器的运行状态的方法。 其次，设计了基于TMS320F2812的现场数据采集单元以及DSP硬件系统。 最后，设计了现场数据采集单元的软件。 论文完成了高压断路器在线监测系统的部分理论研究，完成了基于TMS320F2812的现场数据采集单元的硬件和软件设计、开发的部分工作。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章前言

1.1课题提出的行业背景

1.2高压断路器状态监测的意义

1.3 高压断路器在线监测的研究现状

1.4高压断路器在线监测的主要技术难点

1.5本文的主要工作

第2章高压断路器的状态监测与诊断基础

2.1 高压断路器状态监测与诊断概述

2.2高压断路器的基本介绍

2.2.1 高压断路器的结构

2.2.2高压断路器的电气特性

2.2.3 高压断路器的操作机构和分合闸过程

2.3基于小波分析的断路器电寿命的在线监测

2.3.1 监测目的

2.3.2开断电弧及电弧模型

2.3.3小波分析方法的应用

2.3.4燃弧时间的计算

2.3.5开断电流的计算

2.3.6电寿命计算

2.4分合闸线圈电流的在线监测

2.4.1线圈电流曲线分析

2.4.2线圈电流如何反映故障信息

2.5 基于模糊理论的故障诊断技术探究

2.5.1建立评判对象的因素集

2.5.2建立评价集

2.5.3隶属函数的确定

2.5.4模糊综合评判

2.6小结

第3章基于DSP的高压断路器在线监测装置的硬件设计

3.1 高压断路器在线监测系统的结构

3.1.1 在线监测系统硬件设计概述

3.1.2高压断路器在线监测系统的构成

3.2现场数据采集单元CPU的设计

3.2.1 CPU的选择

3.2.2信号调理电路

3.2.3 电源电路

3.2.4 DSP最小系统

3.3现场数据采集单元采集电路的设计

3.3.1开断电流的采集

3.3.2分(合)闸线圈电流的采集

3.4硬件抗干扰措施

3.4.1高压断路器操作过程引起的电磁干扰

3.4.2印刷电路板的抗干扰设计

3.5小结

第4章高压断路器在线监测装置的软件设计

4.1主程序设计

4.2子程序设计

4.2.1电寿命分析子程序

4.2.2分合闸线圈电流分析子程序

4.2.3模糊综合判断子程序

4.3 小结

第5章实验数据以及处理

5.1实验数据及分析

5.1.1开断电流的实验数据及分析

5.1.2分合闸线圈电流实验数据及分析

5.2基于模糊理论的机械性能综合评判

5.2.1建立因素集以及评价集

5.2.2隶属函数的确定

5.2.3多级综合评判的一般数学模型

5.3 结束语

结论

参考文献

致谢