基于ARM Cortex-M3内核断路器监测组件的研究与实现

摘要

随着电力行业对断路器可靠性要求的不断提高，加上电力部门提出的智能电网建设思路，高压断路器在线监测研究不断取得成果，已有一批成型的在线监测装置投入使用。但经过调查发现，现有使用中的装置，由于理论的缺陷或者监测量选择不合理，致使分析判断结果准确率较低，没有很好地起到生产辅助作用。
　　本课题的目标是研制一种监测参量选择合理、监测结果准确可靠的高压断路器在线监测装置。本文通过分析主要故障类型，得到监测内容的分类，进而获得合理的监测量。研究了一种将燃弧时间的精确计算值纳入计算范围的断路器工作寿命预测算法，提高了预测的准确性。运用全/半周傅氏算法计算电流幅值和相角，通过离散算法计算线圈功耗。在硬件方面，选择了适合本工程的内核参数，并完成了现场数据采集模块的设计和通信接口时序的选择。最后，文章分功能模块介绍了软件设计方案。
　　经实验证明，开发装置能同时监测高压断路器的多状态参量，提供长期连续的在线监测和故障诊断服务，操作简单，为高压设备在线监测提供了一种可行的解决方案，符合国家电网大力推广的变电站智能化的趋势。

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第一章 绪论

1.1 电力系统开展状态监测的必要性

1.2 变电站电力设备状态监测研究现状

1.3 断路器在线状态监测研究现状

1.4 本文的主要工作和章节安排

第二章 在线状态监测装置设计方案

2.1 断路器在电网中的作用及其典型结构

2.2 断路器故障机理

2.3 监测内容分类

2.4 监测量的优化选择

2.5 主要算法

2.6 软件和硬件

第三章 基于Cortex-M3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装置结构设计

3.2 CPU的选型

3.3 现场数据采集模块的设计

3.4 通信接口

第四章 软件开发

4.1 硬件级驱动程序设计

4.2 功能模块级程序设计

4.3 系统级程序设计

第五章 系统实验与测试

5.1 滤波前后数据对比

5.2 分（合）闸线圈电流

5.3 在线监测装置现场图片

第六章 全文总结

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

致谢