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关于直流系统绝缘监测装置的研究

作　者: 李富颖
导　师: 于希宁；王仕龙
学　校: 华北电力大学（河北）
专　业: 控制工程
关键词: 直流系统 相干检测 正交矢量锁相放大 绝缘监测
分类号: TM855
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要


直流系统工作状况好坏直接影响电力系统和通信系统安全、可靠和高效运行。本文主要是研究在生产现场强噪声干扰环境下,微弱信号的检测技术;在此基础上,采用大规模SoC技术和集成电路应用技术,结合现代电路设计方法,开发设计了一种高性价比的直流系统绝缘监测装置。本文首先介绍了直流系统及直流系统绝缘监测的发展现状。之后,结合直流系统漏电信号的特点和工业现场的强噪声干扰,讨论了相应的微弱信号检测方法。重点分析了直流系统绝缘监测装置的硬件电路设计,并对器件和参数选择作了具体说明;同时对整个系统的软件框架和各个子系统的软件流程做了详细分析。最后对系统的定标和现场调试结果进行了分析。

全文目录


中文摘要  4
英文摘要  4-9
第一章 绪论  9-17
  1.1 直流系统运行简介  9
  1.2 直流接地的危害性  9-11
    1.2.1 造成信号装置、继电保护和断路器的误动作  10
    1.2.2 两点接地可以引起断路器拒绝动作  10-11
    1.2.3 两点接地引起熔断器熔断  11
  1.3 直流系统绝缘监测现状  11-15
    1.3.1 检测原理的研究现状  11-14
      1.3.1.1 平衡电阻法原理  11-12
      1.3.1.2 低频探测法原理  12
      1.3.1.3 变频探测法原理  12
      1.3.1.4 霍尔磁式平衡法原理  12-13
      1.3.1.5 振荡频率探测法原理  13-14
      1.3.1.6 相位差磁调制检测法原理  14
    1.3.2 国内绝缘监测装置的开发应用  14-15
  1.4 本课题研究的目的和内容  15-16
  1.5 系统检测原理及技术参数  16-17
第二章 微弱信号检测基础  17-24
  2.1 概述  17-18
  2.2 相干检测的基本思想  18-19
  2.3 相敏检波的原理  19-22
  2.4 正交矢量 LIA  22-24
第三章 信号检测电路  24-41
  3.1 概述  24-25
  3.2 信号发生电路设计  25-29
    3.2.1 DAC 转换系统  25-26
    3.2.2 DAC 输出信号分析  26-28
      3.2.2.1 DAC 输出信号放大滤波  26-27
      3.2.2.2 探测信号注入电路  27-28
    3.2.3 DAC 输出信号的编程实现  28-29
  3.3 信号调理电路设计  29-41
    3.3.1 直流母线漏电流信号调理电路  29-39
      3.3.1.1 信号前级放大电路  29-31
      3.3.1.2 抑制工频干扰电路  31-32
      3.3.1.3 带通滤波电路  32-34
      3.3.1.4 中级放大电路  34-35
      3.3.1.5 相敏检波电路  35-36
      3.3.1.6 低通滤波电路  36-38
      3.3.1.7 电平转换电路  38-39
    3.3.2 直流母线电压监测电路  39-41
第四章 测量控制系统  41-58
  4.1 主机系统电路设计  42-46
    4.1.1 液晶显示电路  42-44
      4.1.1.1 TM240128A 内部结构和 T6963C 特点  42-43
      4.1.1.2 主单片机与 TM240128A 的电路接口  43-44
    4.1.2 指示灯和报警输出电路  44-45
      4.1.2.1 指示灯和继电器报警输出的功能定义  44
      4.1.2.2 指示灯、继电器控制电路  44-45
    4.1.3 按键输入电路  45-46
  4.2 从机系统电路设计  46
  4.3 系统时钟电路设计  46-50
    4.3.1 时钟芯片及接口电路  47-48
    4.3.2 从单片机与时钟芯片接口操作时序  48-50
  4.4 并行通讯电路设计  50-53
    4.4.1 并行接口电路  51-52
    4.4.2 并行通信协议和校验机制  52-53
  4.5 串行通讯电路设计  53-58
    4.5.1 RS—485 总线  53-54
    4.5.2 通信电平转换电路  54-56
      4.5.2.1 TTL/RS—485 转换器设计  55
      4.5.2.2 RS—485/RS232 转换器设计  55-56
    4.5.3 增强 RS-485 通信可靠性的措施  56-58
第五章 系统软件设计  58-69
  5.1 概述  58-59
  5.2 主机软件设计  59-60
  5.3 从机软件设计  60-63
    5.3.1 从单片机软件流程  60-61
    5.3.2 母线电压计算流程  61-62
    5.3.3 母线绝缘电阻计算流程  62-63
  5.4 上位机串行通讯软件设计  63-65
    5.4.1 主单片机通信模式设定  63
    5.4.2 上位机软件设计  63-64
    5.4.3 串行通信软件流程图  64-65
  5.5 主从机并行通信软件设计  65-69
    5.5.1 并行通信协议  66-67
      5.5.1.1 通信协议的信息格式  66
      5.5.1.2 通信协议的执行过程  66-67
    5.5.2 并行通讯校验机制  67-68
    5.5.3 并行通信软件流程图  68-69
第六章 系统定标及现场调试  69-77
  6.1 概述  69-70
  6.2 直流母线电压定标  70-72
    6.2.1 直流母线电压调试定标  70-72
    6.2.2 直流母线电压现场定标  72
  6.3 直流母线绝缘电阻定标  72-74
    6.3.1 直流母线绝缘电阻调试定标  72-74
      6.3.1.1 电流传感器  72-73
      6.3.1.2 信号前级放大电路  73
      6.3.1.3 抑制工频干扰电路  73
      6.3.1.4 带通滤波电路  73
      6.3.1.5 中级放大电路  73
      6.3.1.6 相敏检波电路  73-74
      6.3.1.7 低通滤波电路  74
    6.3.2 直流母线绝缘电阻现场定标  74
  6.4 系统现场调试  74-77
    6.4.1 直流系统单一支路接地测试  75
    6.4.2 正、负母线同时接地测试  75
    6.4.3 多个支路同时接地测试  75-77
第七章 总结与展望  77-79
参考文献  79-83
致谢  83-84
在学期间发表的学术论文和参加科研情况  84

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中图分类: > 工业技术 > 电工技术 > 高电压技术 > 高电压绝缘技术 > 绝缘的试验与检查
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