论文题目: 真空断路器机械特性在线监测
论文类型: 硕士论文
论文专业: 高电压与绝缘技术
作者: 郎福成
导师: 徐建源
关键词: 在线监测,机械特性,真空断路器,电磁兼容,数据处理
文献来源: 沈阳工业大学
发表年度: 2005
论文摘要: 真空断路器机械特性的在线监测,是实现断路器预知性维修的前提,是保证其安全可靠运行的关键,也是对传统离线预防性试验的重大补充和新的发展。现代检测技术的快速发展为真空断路器机械特性的在线监测提供了可靠而有效的方法。真空断路器机械特性在线监测的重点应该放在的操动机构上,本文主要介绍真空断路器机械特性在线监测的原理和设计思想,并对试验结果进行分析。 本文首先采用对瞬时信号反应灵敏的霍尔电流传感器检测操动机构中合、分闸线圈的电流信号;采用直流高精度差动变压器式位移传感器测量动触头的行程信号,并将机械位移信号转化成同步的电压信号输出。系统以微芯公司高性能单片机PIC16F877为核心,设计了外围硬件接口电路,其主要包括:传感器的输入、模拟信号的调理、A/D转换、开关量的输入/输出、I/O端口及数据存储器的扩展、键盘及数码显示、单片机与PC机串行通讯、电源设计等,并用汇编语言编写了相关的软件程序。上位机和下位机通信采用RS485串行通讯接口协议,将采集的数据传送至PC机,在PC机上进行波形显示和数据处理,然后计算出真空断路器的合(分)闸时间、平均速度、触头行程、超程等机械特性参数。本设计还采取了一系列的抗干扰措施,其中硬件的抗干扰技术主要有隔离、接地、屏蔽、滤波等,软件的抗干扰技术主要有指令冗余、监视定时器和滑动平均值滤波等。最后,课题采用Visual Basic语言实现人机界面的设计和波形显示部分。 随着传感器技术,信号处理技术,微电子技术以及计算机通讯技术的快速发展,真空断路器机械特性的在线监测技术水平将会不断完善与提高,这必将推动智能化断路器的发展进程。断路器机械特性在线监测技术的发展将是智能化断路器成功研制的关键。
论文目录:
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 课题研究的目的和意义
1.2 课题的发展现状
1.3 课题研究的主要内容
1.4 课题需要解决的关键问题
2 真空断路器机械特性在线监测原理
2.1 真空断路器的工作原理
2.2 机械特性参数的定义
2.3 合、分闸线圈电流特性分析
2.4 系统测试的特性参数及检测的信号
2.5 机械特性参数的确定
2.5.1 合、分闸时间的确定
2.5.2 行程和超行程的确定
2.5.3 速度的确定
2.6 采取的相关技术手段
2.6.1 电流传感器
2.6.2 位移传感器
2.6.3 动触头刚合、刚分换位点的确定
2.6.4 信号的实时采集技术
3 硬件电路设计
3.1 硬件总体概述
3.1.1 在线监测系统的主要功能
3.1.2 微处理器的选择
3.1.3 系统的原理框图及主要功能电路
3.2 模拟信号的输入调理
3.2.1 合、分闸线圈电流信号的测量
3.2.2 动触头行程信号的测量
3.2.3 主回路相电流信号的测量
3.3 实时采样及A／D转换
3.3.1 参数设计
3.3.2 由CCP2模块触发A／D转换
3.4 开关量的输入／输出
3.4.1 开关量的输入
3.4.2 开关量的输出
3.5 数据存储器及I／O端口的扩展
3.6 键盘及数码显示
3.7 数据通讯
3.7.1 串行通讯概述
3.7.2 RS485异步串行通信设计
3.7.3 串行通讯数据传输
3.7.4 编程与调试注意事项
3.8 电源设计
4 软件设计
4.1 单片机主程序设计
4.1.1 合闸记录子程序
4.1.2 分闸记录子程序
4.2 A／D转换中断服务程序
4.3 下位机串行口通讯程序设计
4.4 数字滤波程序设计
4.5 上位机软件设计
4.5.1 上位机串行口数据接收
4.5.2 标度变换
4.5.3 抛物线插值
4.5.4 机械特性曲线的显示
5 抗干扰技术
5.1 硬件抗干扰设计
5.1.1 滤波技术
5.1.2 屏蔽技术
5.1.3 隔离技术
5.1.4 接地技术
5.1.5 电源技术
5.1.6 印刷电路板抗干扰措施
5.2 软件抗干扰设计
5.2.1 指令冗余技术
5.2.2 监视定时器技术
5.2.3 数字滤波技术
6 试验结果及分析
6.1 测试结果
6.2 误差分析
6.3 提高精度措施总结
6.4 应用于实际值得注意的问题
7 结论
参考文献
在学研究成果
致谢
发布时间: 2005-07-14
参考文献
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