电容器成套设备在线监测系统

摘要

并联电容器装置是一种广泛应用于电力输配电系统中的无功补偿设备，能够有效改善系统的功率因数，提高设备利用率。但高压并联电容器是满载运行设备，额定电流较大，长时间运行后易出现电容元件的老化并造成电容器损坏，电容器电容值会发生比较明显的改变。
　　 本文旨在研制一套电容器成套设备在线监测系统，有效的监测电力电容器的运行状态，当电容器故障发生时，还能进行故障原因的分析与定位。
　　 电容器成套设备在线监测系统的原理是交流电压、交流电流信号经调理电路连接到A/D采样板进行等时采样，对采样序列进行移位线性插值算法实现同步化，再运用数字信号处理中的FFT算法进行谐波分析，获得基波电压、基波电流信号的有效值，从而求得当前时刻对应电容器的电容值，调用电容故障判据算法就可以比较准确地判断出目前电容器有无故障发生。
　　 控制系统选用TI的OMAP-L138处理器，包括一个ARM9处理器内核和一个C6748内核。C6748内核支持浮点运算，运算能力强。ARM9处理器内核可为开发人员提供高度的灵活性，配合嵌入式Linux操作系统，可以方便地管理文件系统，完成任务调度。
　　 Qt图形用户界面的设计使得状态显示变得直观，人机交互也非常友好。
　　 监测系统投入到现场运行虽然还有待进一步的测试和验证，但是在实验室环境下，基本电参数的测量已经达到在线监测的要求。

目录

声明

致谢

摘要

第1章 绪论

1．1 电容器在线监测的背景及意义

1．2 电容器在线监测的研究现状

1．3 电容器在线监测研究的内容

1．4 电容器在线监测研究的难点

1．5 本文研究的目的

第2章 在线监测的理论计算

2．1 非同步取样数据的同步化方法

2．1．1 同步化采样序列坐标的定标

2．1．2 传统线性插值算法

2．1．3 移位线性插值算法

2．2 快速傅里叶变换

2．2．1 直接计算DFT的特点及减少运算量的基本途径

2．2．2 时域抽取法基2FFT基本原理

2．2．3 DIT-FFT的运算规律

2．3 相关电参量的计算

2．4 电容器的故障分析

2．5 本章小结

第3章 系统硬件设计

3．1 信号调理电路

3．1．1 电压调理电路

3．1．2 电流调理电路

3．2 A／D转换电路

3．3 实时时钟电路

3．4 PWM模块

3．5 EDMA模块

3．6 温度采集模块

3．7 本章小结

第4章 系统软件设计

4．1 嵌入式操作系统

4．1．1 嵌入式Linux

4．1．2 OMAP-L138上电启动

4．1．3 交叉开发模式

4．2 应用程序开发环境建立

4．2．1 安装java运行环境

4．2．2 安装Eclipse集成开发环境

4．2．3 安装交叉编译器

4．3 参数配置文件

4．4 数据处理及分析设计

4．4．1 主进程设计

4．4．2 FFT线程设计

4．4．3 录波函数及录波线程设计

4．4．4 温度线程设计

4．5 Qt图形界面设计

4．5．1 Qt开发平台

4．5．2 信号和槽机制

4．5．3 人机交互界面设计

4．6 本章小结

第5章 实验数据处理

第6章 总结与展望

参考文献

附录 作者在攻读硕士学位期间发表的论文