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智能直流小电流传感器的研究

作　者: 朱博楠
导　师: 周军
学　校: 东北电力大学
专　业: 电气工程
关键词: 直流系统 绝缘监测 接地故障 小电流传感器
分类号: TM934.31
类　型: 硕士论文
年　份: 2014年
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内容摘要


直流供电系统在发电厂、变电站具有重要的地位，其可靠性与稳定性直接影响到发、变电运行及设备的安全性，进而影响到整个电力系统的安全运行。支路接地是直流系统最常见的绝缘破坏故障，若不能及时发现并排除故障点接地点，在系统出现多点接地时会引起严重后果，检测支路漏电流的传感器正是为此目的而研制。本文设计了一种新型智能直流小电流传感器，在霍尔传感器及磁调制传感器等的基础上，利用导磁材料的B-H间的迟滞特性，采用单一线圈的自激励方法，将电流的变化转化成脉冲宽度的改变。本文设计基于微控制器的测量技术，构成了高精度、低功率、总线式、智能化的数字式的直流小电流传感器，其总线式、智能化的设计理念为安装、调试、检测、维修带来了极大的方便，极大的提高了事故预测能力。本文对设计的新型智能直流小电流传感器进行仿真实验，验证了其方法的可行性并对其进行了硬件设计和软件编程，完成了自检、采集、测量、通讯、报警等模块功能实现。利用VB设计了传感器测试系统，建立了完整的指令系统，通过CAN总线与下位机相连，提升了人机交互能力，使传感器的测量更加方便、完整，可操作性更强。

全文目录


摘要  6-7
Abstract  7-11
第1章 绪论  11-16
  1.1 选题背景及研究意义  11-12
  1.2 国内外研究现状  12-13
  1.3 直流系统绝缘检测方法  13-14
  1.4 直流漏电流传感器种类  14-15
  1.5 本文的研究内容和主要工作  15-16
第2章 直流漏电流传感器原理  16-24
  2.1 霍尔电流传感器基本原理  16-17
    2.1.1 直放式（开环）电流传感器  16-17
    2.1.2 磁平衡式（闭环）电流传感器  17
  2.2 磁调制式电流传感器的基本原理  17-18
  2.3 本课题设计的智能直流小电流传感器  18-22
    2.3.1 传感器的基本原理  18-20
    2.3.2 传感器应用算法  20-22
  2.4 三种传感器比较  22
  2.5 本章小结  22-24
第3章 智能直流小电流传感器的硬件设计与实现  24-36
  3.1 系统结构介绍  24
  3.2 主控芯片介绍  24-25
  3.3 测试及振荡电路基本原理  25-31
    3.3.1 测试及振荡电路设计及仿真验证  26-29
    3.3.2 测试及振荡模块硬件电路  29-31
  3.4 调频电路设计  31-32
  3.5 CAN 总线通讯电路设计  32-33
    3.5.1 CAN 总线简介  32-33
    3.5.2 本设计的 CAN 总线收发器  33
  3.6 电源转换电路  33-35
  3.7 本章小结  35-36
第4章 智能直流小电流传感器的软件设计与实现  36-47
  4.1 系统主流程  36-38
  4.2 调频子程序  38-40
  4.3 采集子程序  40-42
  4.4 CAN 总线通信子程序  42-45
    4.4.1 PC 对传感器电路板发送帧数据格式  42-44
    4.4.2 传感器电路板对 PC 发送帧数据（数据帧）格式  44-45
    4.4.3 传感器电路板对 PC 发送帧数据（状态帧）格式  45
  4.5 24c16 存储器地址的分配  45-46
  4.6 本章小结  46-47
第5章 上位机传感器测试系统设计与实现  47-56
  5.1 传感器测试系统介绍  47-48
  5.2 传感器通道编号及状态设定  48-49
  5.3 传感器通讯测试界面  49-50
  5.4 传感器工作频率测试界面  50-51
  5.5 1mA 关/开测差  51-53
  5.6 传感器零点标定  53-54
  5.7 电压测试  54-55
  5.8 本章小结  55-56
第6章 系统联机调试及误差分析  56-63
  6.1 基本参数试验数据  56-58
  6.2 系统联调试验数据  58-59
    6.2.1 母线绝缘测试  58
    6.2.2 支路绝缘测试  58-59
  6.3 现场试验数据  59-62
  6.4 本章小结  62-63
总结与展望  63-64
参考文献  64-68
攻读学位期间取得的研究成果及发表的学术论文  68-69
致谢  69

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中图分类: > 工业技术 > 电工技术 > 电气测量技术及仪器 > 集中参数、分布参数的测量及仪表 > 绝缘（介质）测量及仪表 > 绝缘电阻及漏电流测量、漏电指示器
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