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高压电能计量故障检测电路与系统设计研究

作　者: 王广飞
导　师: 赵建军
学　校: 河南大学
专　业: 应用数学
关键词: 高压计量系统数据检测故障分析电路设计系统检测
分类号: TM933.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 2次
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内容摘要

高压电能计量系统故障的形式很多，其故障除了系统自然发生的外，还有人为改变计量系统的正常接线引起的“故障”，而这些“故障”往往是采用高技术手段，有针对性进行的，靠传统检测方法不能解决。欲进行可靠的检测，不同的故障必须采用不同的检测方法。本文对引起高压电能计量系统的各种故障进行了分析，对故障的检测方法进行了研究，特别是对于不能直接进行测量的电流互感器（CT）一次回路短路故障进行了详细分析和实例计算，着重在检测电路和系统设计上做了一些工作，具体内容为：1.在分析的基础上给出了高压计量故障检测的原理设计图，特别是针对实际中不允许将计量回路打开的问题，提出在二次回路增加穿心测量互感器的方法，这样既可以完成测量，又不影响原计量回路的正常，实现了对故障分析所需数据的采集。2.提出了在附加仪用互感器上主动加入测量信号的方法，利用加入信号在其测量点的分压来间接测量其阻抗的变化，并进行了大量试验。3.根据检测内容的要求，设计了4组8路检测电路和一个检测放大变换电源电路以及PCB(印刷电路板)。其中对CT端口前置放大器、一次侧激励信号发生器和检测电路着重进行分析和设计，达到了检测要求。4.选用高性能的嵌入式微处理器STM32F103，根据功能要求和技术指标，完成了主控计算机的原理设计。5.根据检测要求给出了故障判别依据和量化设定，完成了系统基本测试。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-7
目录  7-9
1 绪论  9-15
  1.1 引言  9-10
  1.2 高压电能计量故障及检测电路概况  10-12
    1.2.1 高压计量故障类型  10-11
    1.2.2 高压计量故障检测电路概况  11-12
  1.3 论文主要内容和结构  12-15
2 高压计量系统和故障检测分析与设计  15-27
  2.1 高压电能计量系统  15-17
  2.2 故障检测分析  17-21
    2.2.1 互感器一次侧故障检测分析  17-19
    2.2.2. 互感器二次侧故障检测分析  19-21
  2.3 故障检测方法与系统设计  21-24
    2.3.1 检测方法  22-23
    2.3.2 系统设计  23-24
  2.4 本章小结  24-27
3 故障检测系统数据采集电路设计  27-41
  3.1 检测原理  27-29
  3.2 检测互感器特性与选择  29-30
  3.3 检测电路设计  30-38
    3.3.1 PT 电压检测电路  31-32
    3.3.2 CT 二次电流检测电路  32-34
    3.3.3 CT（电表）端口电压检测电路  34-35
    3.3.4 CT 一次侧短路检测电路  35-37
    3.3.5 检测放大变换电源电路  37-38
    3.3.6 检测放大电路印刷电路板（PCB）设计  38
  3.4 本章小结  38-41
4 故障检测系统主控电路设计  41-51
  4.1 主控板  41-46
  4.2 GPRS/GSM 通信部分  46-47
  4.3 与电能表通信部分  47-48
  4.4 按键显示部分  48-49
  4.5 本章小结  49-51
5 故障判别和系统测试  51-63
  5.1 故障分析与判定  51-53
    5.1.1 电压、电流（CT）互感器显性故障  51-52
    5.1.2 电压、电流（CT）互感器故障检测判据设定  52-53
  5.2 数据显示、报警及初始值设定  53-57
    5.2.1 数据显示  53-54
    5.2.2 初始值设定和存储  54
    5.2.3 短信传送报警信息  54-55
    5.2.4 报警协议  55-57
  5.3 系统测试  57-62
    5.3.1 测试环境及测试设备  57
    5.3.2 测试步骤及测试方法  57-59
    5.3.3 测试结果及分析  59-62
  5.4 本章小结  62-63
6 总结和展望  63-65
  6.1 总结  63
  6.2 展望  63-65
致谢  65-67
参考文献  67-71
攻读硕士学位期间发表的学术论文和参加科研项目  71-72

高压电能计量故障检测电路与系统设计研究

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