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电弧光保护系统在中低压母线保护中的应用

作　者: 李霞
导　师: 戴文进
学　校: 南昌大学
专　业: 电力电子及电力传动
关键词: 电弧光保护系统 中低压母线 AT89C51 TMS320LF2407 CAN总线
分类号: TM773
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
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内容摘要


母线是电力传输的重要组成部分，母线保护的安全、可靠直接关系到电力系统的安全与稳定。由于母线发生故障常会伴随电弧光，所以如果不能及时排除母线故障，将给电力系统带来严重的危害。因此，利用电弧光保护系统，可快速解除母线故障，使电网安全运行。本文论述了基于数字网络技术的中低压母线发生弧光故障保护装置的研制。文中首先介绍了系统的原理及总体方案，然后分别介绍了各个子系统的功能。通过对现有各种性能的硬件所进行的比较，为了能做到既满足要求又可降低成本，还可对研制后期的功能进行扩展，因此选用DSP(TMS320LF2407)作为主单元的控制器，选用单片机AT89C51作为辅助单元控制器。由于电网结构比较复杂，所以采用集中管理与分散控制的方式。通过CAN总线实现多个DSP(TMS320LF2407)与PC机的通信，实现友好的人机界面，可及时地发现是否发生故障，因此可及时赶到现场排除故障，使电网能快速投入运行。将PC机和数据库连接，从而记录历史数据，以便后期查询哪个通道会发生弧光故障，以及对系统的运行情况进行分析。

全文目录


摘要  3-4
ABSTRACT  4-8
第1章 引言  8-15
  1.1 课题背景及其意义  8-9
  1.2 母线保护发展的概括  9-13
    1.2.1 电磁型母线保护  9-10
    1.2.2 集成电路型母线保护  10-12
    1.2.3 微机型母线保护  12-13
  1.3 故障电弧的特性及危害  13-14
  1.4 研究的主要内容  14-15
第2章 电弧光故障的分析研究  15-25
  2.1 中性点不接地系统单相接地时的物理过程  15-17
  2.2 中性点不接地系统发生电弧接地故障分析  17-19
  2.3 故障电弧仿真  19-24
    2.3.1 电弧的动态模型  19-20
    2.3.2 电弧模型的 MATLAB 分析  20-22
    2.3.3 单相电弧性接地的仿真实验模型  22-24
  2.4 本章小结  24-25
第3章 系统方案设计  25-30
  3.1 基于数字网络技术的中低压母线保护方案  25-26
  3.2 电弧光保护系统设计  26-28
  3.3 保护系统的工作原理  28
  3.4 保护系统的特点  28-29
  3.5 保护系统实现的功能  29
  3.6 本章小结  29-30
第4章 硬件方案的实现  30-48
  4.1 DSP 技术的介绍  30-34
    4.1.1 数字信号处理器的特点  30-31
    4.1.2 数字信号处理器的发展及主要产品  31-33
    4.1.3 数字信号处理器的应用  33-34
  4.2 AT89C51 介绍  34-40
    4.2.1 AT89C51 的总体结构  34-36
    4.2.2 AT89C51 串行结构  36-38
    4.2.3 串行口工作方式  38-40
  4.3 拨码开关  40-43
    4.3.1 BCD 拨码盘的构造  41
    4.3.2 BCD 码拨盘与 AT89C51 单片机的接口方法  41-43
  4.4 弧光传感器  43-45
    4.4.1 光电传感器原理  43-44
    4.4.2 弧光检测电路的设计  44-45
  4.5 电流采样  45-47
    4.5.1 交流电流有效值的测量  45-46
    4.5.2 电流检测电路的设计  46-47
  4.6 本章小结  47-48
第5章 母线保护系统的通信研究  48-60
  5.1 控制器局域网(CAN)的介绍  48-52
    5.1.1 CAN 总线的特点  48-49
    5.1.2 CAN 总线的技术规范  49-52
    5.1.3 CAN 总线工作原理  52
  5.2 TMS320LF2407 内嵌 CAN 控制器简介  52-55
    5.2.1 TMS320LF2407 内嵌 CAN 控制器特点  53
    5.2.2 TMS320LF2407 内嵌 CAN 控制器结构  53-55
  5.3 基于 CAN 总线的母线保护系统控制器通信的实现  55-57
    5.3.1 通信方案的可行性  55
    5.3.2 基于 CAN 总线的电弧光母线保护系统  55-57
  5.4 DSP 与单片机多机实时通信的设计  57-59
    5.4.1 通信协议的约定  58
    5.4.2 单片机多机通信  58-59
  5.5 本章小结  59-60
第6章 软件设计  60-76
  6.1 CAN 模块初始化  60
  6.2 通信模块  60-61
  6.3 软件设计流程图  61-65
  6.4 PC 机监控软件设计  65-75
    6.4.2 开发环境介绍  65-66
    6.4.3 串口通信基础知识  66-68
    6.4.4 串口应用程序  68-71
    6.4.5 数据库的创建和连接  71
    6.4.6 上位机监控软件的组成与使用  71-75
  6.5 本章小结  75-76
第7章 结论与展望  76-78
致谢  78-79
参考文献  79-82
附录 A 拨码开关与单片机接口程序  82-84
攻读硕士学位期间的研究成果  84

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中图分类: > 工业技术 > 电工技术 > 输配电工程、电力网及电力系统 > 电力系统继电保护 > 线路保护
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