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【6h】

地区电网变电站直流系统接地故障检测系统设计与实现

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摘要

第1章 绪论

1.1 直流系统简介

1.2 直流接地的危害

1.3 直流系统接地故障监测研究现状

1.4 系统技术参数

1.5 课题研究目的和内容

第2章 直流系统接地故障检测方法

2.1 电桥平衡原理

2.1.1 电阻平衡桥方式

2.1.2 电压继电器平衡方式

2.1.3 计算机正负电压采集方式

2.1.4 平衡电桥法的优缺点

2.2 交流检测法

2.2.1 定频法

2.2.2 变频法

2.3 直流检测法

2.3.1 直流漏电流检测法

2.3.2 基于开关切换的直流检测法

2.4 鹤岗地区检测系统的基本原理

2.5 本章小结

第3章 鹤岗地区直流系统接地故障检测系统硬件设计

3.1 上位机

3.1.1 C8051F040单片机

3.1.2 采样电路模块

3.1.3 电源模块

3.1.4 复位电路

3.1.5 存储器模块

3.2 绝缘检测传感器

3.2.1 铁芯的设计

3.2.2 磁路的分析

3.2.3 铁芯损耗

3.2.4 铁芯的非线性

3.3 CAN总线

3.3.1 CAN总线特点

3.3.2 CAN总线接口

3.4 人机接口

3.5 系统硬件抗干扰措施

3.5.1 输入/输出通道的抗干扰

3.5.2 防止线间串扰措施

3.5.3 配置必要的去耦电容

3.6 本章小结

第4章 鹤岗地区直流系统接地故障检测系统软件设计

4.1 初始设置程序

4.1.1 系统初始化子程序

4.1.2 自检子程序

4.2 运行程序

4.2.1 监控子程序

4.2.2 中断子程序

4.3 通信程序

4.4 显示程序

4.5 软件抗干扰措施

4.5.1 指令冗余

4.5.2 软件陷阱

4.5.3 设置监视跟踪定时器(Watchdog)

4.5.4 数字滤波法

4.6 本章小结

第5章 鹤岗地区系统测试

5.1 系统功能界面介绍

5.2 系统检验

5.2.1 性能检验

5.2.2 功能检验

5.2.3 系统自检功能检验

5.3 系统在鹤岗地区的应用

5.4 本章小结

第6章 结论与展望

6.1 结论

6.2 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

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摘要

变电站的直流系统为变电站的二次设备提供直流电源,对变电站的安全运行起着至关重要的作用。根据鹤岗地区实际运行,直流系统经常发生一些影响设备安全运行的故障,在常见的故障类型中,接地故障的发生率是最高的,且接地故障种类繁多,情况复杂;同时,直流系统经过多年的运行后,对地绝缘呈现普遍下降的趋势,直流绝缘甚至达到较低的水平,系统在这样的绝缘水平下,一旦因绝缘薄弱出现两点接地的情况,很可能会导致开关误动、拒动等事故的发生。因此,研究开发变电站直流接地故障检测系统具有重要的工程应用价值。 论文首先介绍了当前常用的几种直流供电系统绝缘检测方法,较为详细地分析了各类方法的优缺点。基于上述分析,提出了动态差值检测原理,并给出系统设计方案,本文分别从硬件和软件两个方面对接地故障检测系统进行介绍。 直流系统接地故障检测系统采用模块化设计思想,以C8051F040为核心,分为采样电路、电源模块、复位模块、绝缘传感器及CAN通信总线等模块,各模块间相互协调工作。基于硬件设计,对系统软件功能进行分析,并对设计系统进行性能测试,同时在鹤岗地区宝泉岭变电站投入运行。测试及运行结果表明本文所设计系统能够快速、准确地判断直流系统中存在绝缘故障的回路,提高了直流系统的运行稳定性和安全性。

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