基于大电阻与DSP技术的配网选线装置研制

摘要

小电流接地系统又称中性点非有效接地系统，因供电可靠、运行稳定等诸多优点在众多国家、地区的配电网中得到运用。实际运行中总结发现，这一系统发生最多的就是单相接地故障，所占比例高达80％以上，针对这一问题，各种专门用来解决单相接地故障定位和选线的装置产品在80年代就陆续开始进入市场并得到推广运用。目前市场上最常见的是以工业控制机为核心技术的此类装置，有些同时配置串联的小电阻以进行故障选线操作，这类产品的选线灵敏度和准确度普遍偏低，而且工控机长时间不停机运行会出现黑屏、蓝屏等故障，同时对线路运行中和故障状态时的各种过电压危害起不到应有的防护作用，用户满意度不高，也给配电网的可靠运行带来困扰。
　　本文基于运用性能更优的DSP技术结合一个可调节阻值的大电阻来构建一套过电压抑制和故障选线装置。DSP芯片采用ADI的Blackfin处理器作为主MCU，用来实现信号采集传输、分析处理、开入开出控制、远动通信等多种功能于一体的智能化、集成化装置;另在系统中加入一个可以在1200欧姆和150欧姆之间随机切换的大电阻，替代目前普遍使用的阻值为30Ω左右或是不使用电阻器的运行模式，最后通过模拟实际现场结构的试验平台对新装置进行实验测试和性能验证。
　　用DSP代替目前广泛运用的工控机，在同等硬件配置下，主频从1.4GHz提升到2.1GHz，运行速度提升明显。结合了智能触摸屏的DSP系统比传统的工控机有更美观和人性化的人机界面，在功耗、性价比、抗冲击性以及稳定性上都取得了长足进步，死机、蓝屏、档机等现象也得到解决。而大电阻的加入既可以在运行中抑制多种系统过电压又能在发生故障后提供变换明显的选线数据，投切间8倍的参数变化量结合DSP的快速数据处理特点，将故障选线准确率从60％左右提升到100％。与市场上现有产品相比，新装置故障选线准确率高，具有过电压抑制功能，操作方便，拥有良好的经济性和运行稳定性。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题背景及研究的目的和意义

1．2 单相接地故障及其危害

1．3 国内外相关技术情况

1．4 选线方式综述

1．4．1 根据故障电流进行选线

1．4．2 非故障电流选线法

1．5 现有产品存在的问题

1．6 论文工作内容

1．7 本章小结

第2章 装置架构原理综述

2．1 成套装置一次部分架构

2．1．1 控制器部分

2．1．2 系统硬件架构

2．1．3 电阻器

2．1．4 消弧线圈

2．2 系统工作原理

2．2．1 运行工作状态

2．2．2 系统对地电容电流测量原理

2．2．3 实时电容电流跟踪原理

2．3 新装置所具有优点

2．3．1 过电压抑制

2．3．2 兼容性

2．3．3 集成化

2．4 本文所用选线方法

2．4．1 零序有功分量选线原理

2．4．2 单相接地故障判定原理

2．4．3 零序电流有功增量最大法选线的优点

2．5 本章小结

第3章 装置研制方案

3．1 硬件设计方案

3．1．1 大电阻的加入

3．1．2 电源电路部分

3．1．3 32路模拟量输入测量原理

3．1．4 32路开入、32路开出

3．1．5 通讯及其它辅助功能

3．1．6 控制器的改进方案及优点

3．2 软件设计方案

3．2．1 显示界面

3．2．2 消弧线圈状态监测

3．2．3 密保、线路状态设置

3．3 工艺改进方案

3．3．1 后面板

3．3．2 前面板

3．3．3 机箱底板

3．3．4 电路板规划

3．4 本章小结

第4章 系统试验验证

4．1 电阻器试验

4．1．1 试验仪器组成

4．1．2 试验电路图

4．1．3 试验步骤

4．1．4 试验结果

4．2 装置验证试验

4．2．1 接地方式

4．2．2 实验步骤

4．2．3 统计数据对比

4．3．产品研制工作内容

4．3．1 装置性能对比

4．3．2 硬件方面升级内容

4．3．3 软件方面升级内容

4．4 新产品研制过程中遇到的困难和收获

4．5 本章小结

第5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

作者简介