首页> 中文学位 >GIS设备SF6气体微水在线监测系统的研发
【6h】

GIS设备SF6气体微水在线监测系统的研发

代理获取

目录

声明

摘要

1.1 研究背景

1.2 研究意义

1.3 国内外研究现状

1.4 检测系统检测方法与ARM处理器的概述

1.4.1 气体检测方法

1.4.2 ARM处理器的概述

1.5 研究主要内容

第2章 测量原理与系统的总体设计

2.1 湿度基本理论

2.1.1 平衡

2.1.2 饱和

2.1.3 SF6气体分析系统中应用的湿度术语

2.2 相关测量原理

2.2.1 红外气体吸收原理

2.2.2 SF6气体的湿度测量原理

2.3 在线监测系统的设计目标

2.4 设计思路及方案

2.5 测量装置的技术参数

2.6 系统的总体设计

3.1 硬件的选取

3.1.1 红外气体传感器的选取

3.1.2 红外探测器的选取

3.1.3 光源的选取

3.2 ARM核心处理器电路设计

3.2.3 S3C4480微处理器的I/O端口设计

3.2.4 系统电源电路设计

3.2.5 存储器系统设计

3.2.6 复位电路设计

3.2.7 时钟电路设计

3.2.8 JTAG电路设计

3.3 显示电路设计

3.4 RS485总线通讯设计

3.5 A/D转换电路设计

3.6 信号调整电路设计

第4章 系统软件设计

4.1 系统软件总体结构框架设计

4.2 系统开发环境简介

4.3 数据采集模块软件设计

4.4 RS458总线设计

4.5 显示软件设计

4.6 远程监控软件设计

第5章 系统电路板调试与功能实现

5.1 电源模块

5.2 ARM最小系统板

5.3 A/D显示模块

5.4 LCD显示模块

5.5 光源驱动电路与探测器放大电路

5.6 RS485通讯模块

5.7 系统整机调试

第6章 系统的标定与试验结果分析

6.1 微水浓度的标定

6.2 系统试验结果与分析

7.1 总结

7.2 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

展开▼

摘要

GIS(Gas Insulated Switchgear)是一种封闭的组合电气设备,该设备是把整个变电站的设备(断路器、隔离开关、接地开关、电流互感器、电压互感器、避雷器、母线等),除变压器外,全部封闭在一个接地的金属壳内,使得GIS设备内部绝缘间距离缩小,单纯的空气无法满足设备内部间绝缘要求,因此,需要在壳内充以表压0.25~0.3MPa的SF6气体来进行绝缘和灭弧。由于GIS设备自身具有较高的可靠性以及安全性,占地面积也不是很大,非常适合大城市和工业密集区变电站的建设。实际上GIS设备密封性不可能保持绝对良好,且设备内部SF6气体虽有一部分压力,但设备内外部水蒸气分压悬殊,所以外部的水汽分子有可能透过设备密封不严的部分进入设备内部,加剧水解反应,造成GIS设备的腐蚀,并有可能在设备内部结露,降低绝缘,且容易产生沿面放电而引起事故。因此加大SF6气体中微量水分的分析、检测、控制成为了其首要研究内容。但是目前现行的检测方式多为离线监测法,检测具有周期性,无法实时检测设备运行微水含量趋势,本文在国内外的研究现状的基础上,对GIS设备中SF6的微水含量在线监测系统进行了主要研究。依据现有的检测方法和测量原理,运用测量红外气体吸收原理和SF6气体的湿度测量原理,进行了在线监测系统的研发。硬件方面,在选取完合适的器件后,对ARM核心处理器电路进行了相关设计,同时设计了显示电路、RS485总线通讯、A/D转换电路、信号调整电路。软件方面,设计了系统软件总体结构框架、系统开发环境、数据采集模块、RS458总线、显示模块。通过使用PC机的远程监控,对GIS设备中SF6的微水含量进行实时测量,并对系统试验结果进行了相关分析。
  本研究主要内容包括:⑵选用差分光谱吸收法来检测SF6中的微水含量大小,可以在很短的时间内完成检测,并且具有较高的精度。不仅如此,该方法操作简便,可以不受环境因素的限制,在检测现场设计了LCD显示模块,可以在立即读出检测数据,如果微水含量超出了预设值,系统会自动报警,使得系统的运行风险有所降低,以此来提高系统的总体适用性。⑵根据嵌入式系统的主要特点,将系统的核心控制器选取为S3C44B0,并且让该系统与测试技术以及传感器技术进行有效结合,完成了系统的硬件开发以及软件开发,满足了系统的相关功能需求,可以在特殊工作环境当中保证系统测试的实时性,符合该领域的发展潮流。⑶对系统的硬件以及软件方面展开了设计。对于硬件设计,使用Altium Designer完成系统原理图设计。在整个原理图当中主要包括ARM核心处理器电路、显示电路、RS485总线通讯电路、A/D转换电路、信号调整电路,而ARM核心处理器电路又包括S3C4480微处理器的硬件配置以及I/O端口电路、系统电源电路、存储器系统电路、复位电路、时钟电路以及JTAG电路。对于软件,分别从数据采集模块、RS458总线模块以及显示模块对程序进行了编写,实现了微水浓度的标定、正常通讯以及数据的实时处理等。⑷远程监控计算机的设计。在RS485信息通讯模块的基础上,在测试现场使用双绞线将所测得的数据传输至远程监控计算机当中,此时从计算机当中就可以读取实时数据。不仅如此,通过该监控计算机还可以对测试现场进行远程控制,为了满足测试需求,主要针对现场采集模块的频率进行相应控制,并且在测试之前设置了微水含量报警等。

著录项

相似文献

  • 中文文献
  • 外文文献
  • 专利
代理获取

客服邮箱:kefu@zhangqiaokeyan.com

京公网安备:11010802029741号 ICP备案号:京ICP备15016152号-6 六维联合信息科技 (北京) 有限公司©版权所有
  • 客服微信

  • 服务号