10kV配网远程用电采集终端的设计与应用

摘要

对市县级用电管理部门而言，如何利用先进的智能化设备，降低电费收缴难度、预防窃电、降低线损、实现远程自动抄表、降低人工劳动强度、快速切断故障减小停电面积等，是智能电网发展和普及的基础。在目前的10kV配网中，缺乏能同时解决上述问题的智能化设备，已成为提高用电管理水平的制约因素。
　　针对上述问题，本课题选择了研制一款应用于10kV配网的智能采集终端，作为本课题的主要研究内容。该设备同时具有保护、远程欠费管理、防窃电、远程抄表、配变负荷监测等功能。
　　本课题通过对DSP和ARM两种数字芯片的研究，确定了将两者相结合，DSP用作数据处理、ARM用作数据通讯的处理器方案。在此基础上，运用模块化设计思路，对模拟量采集、开关量采集、开关量输出、内部远程数据通讯等模块的软硬件方案进行了设计，过程中，同步考虑设备的抗干扰要求，采取了有效的措施。在处理器的算法选择上，综合考虑速度与精度，根据可有效抑制故障电流中衰减非周期分量的特性，选取了差分傅里叶算法。在设备研制成型后，利用测试仪器和编写的测试程序，对智能终端进行全面的功能测试，验证了各回路采集和控制的可靠性，模拟了配网主站与智能采集终端的通讯，通过测试，对产品性能进行完善。
　　最后，通过对智能采集终端外观、操作方法、安装方式和用户管理界面的展示，以及对其在巨鹿供电公司应用案例的介绍，证明了其对负荷监控、远程欠费管理、防窃电等功能的实现，体现了其具备提升10kV配网远程用电管理水平的应用价值。

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第1章 绪 论

1.1 选题的背景及意义

1.2 国内外研究现状和发展

1.3 本课题的主要研究内容

1.4 本章小结

第2章 智能采集终端硬件系统设计

2.1 总体设计思路

2.2 完成课题所需主要硬件的选择

2.3 硬件的模块化设计方案

2.4 本章小结

第3章 系统算法的分析与选择

3.1 系统算法的选择

3.2 傅里叶算法的分析

3.3 差分傅里叶算法对抑制衰减非周期分量的影响分析

3.4 算法选取和验证

3.5 本章小结

第4章 智能采集终端软件系统设计

4.1 软件系统的设计原则

4.2 软件系统的设计方案

4.3 软件的功能设计方案

4.4 本章小结

第5章 智能采集终端的抗干扰措施

5.1 提升产品抗干扰能力的基本思路

5.2 硬件方面的抗干扰措施

5.3 软件方面的抗干扰措施

5.4 本章小结

第6章 智能采集终端的测试与检验

6.1 概述

6.2 对模拟量的测试

6.3 对开入量的测试

6.4 对开出量的测试

6.5 智能采集终端主要功能测试

6.6 其他测试

6.7 本章小结

第7章 课题研究成果的介绍与应用

7.1 智能采集终端的外观和操作方法

7.2 智能采集终端的安装方式

7.3 智能采集终端的应用介绍

7.4 本章小结

第8章 结论与展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果

致谢

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