无线多点MOA在线监测系统的研究与设计

论文摘要

氧化锌避雷器(MOA)是电力系统中一种非常重要的过电压保护设备,其一旦发生故障将会造成重大的安全事故和巨大的经济损失。因此,设计一种MOA在线监测系统,实时地监测其运行状况对电力系统的安全运行有着非常重要的意义。本文对现有的MOA在线监测装置的不足进行了分析,并设计了一种无线多点MOA在线监测系统。该系统由数据采集端、数据接收端和监测终端三大部分组成。数据采集端在电源电路设计、芯片选型等方面都进行了低功耗考虑,同时在软件方面采用休眠技术和电磁波唤醒技术来进一步降低功耗。当数据采集端处于低功耗的休眠状态时,其功耗只有1.5mW,3.6V 19Ah的电池能够供数据采集端连续工作6~7年。此外参照补偿法,利用容性电流与电网电压之间π/2的相位差,设计了采集算法来得到基波阻性电流。最后利用硬件电路为每个数据采集端设计了不同的地址编号,在每次采集完毕后,数据采集端就根据自身的地址编号来设定不同的发送延时,从而有效地避免了数据冲突的发生;数据接收端作为连接数据采集端和监测终端的桥梁,负责发送监测终端的命令和接收数据采集端的信息;监测终端是用户和在线监测系统交互的平台。选用三星公司的S3C2440芯片作为监测终端的中心处理器,设计并移植了USB转串口驱动程序,利用Qt/E编写了终端界面程序。终端界面程序通过调用USB转串口驱动程序来实现和数据接收端的通信。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 课题背景及研究意义
• 1.2 MOA 在线监测装置的发展现状和趋势
• 1.3 本文的主要内容
• 2 MOA 的检测原理和方法
• 2.1 MOA 的检测原理
• 2.2 MOA 的检测方法
• 2.3 本章小结
• 3 系统方案设计
• 3.1 系统总体方案设计
• 3.2 无线通信方式选择
• 3.3 无线通信协议设计
• 3.4 防冲突功能设计
• 3.5 数据采集端低功耗设计
• 3.6 本章小结
• 4 系统硬件设计
• 4.1 系统硬件功能划分
• 4.2 无线传输模块硬件设计
• 4.3 LM3S1138 处理器硬件设计
• 4.4 信号调理电路设计
• 4.5 数据采集端电源电路
• 4.6 串口转USB 电路设计
• 4.7 本章小结
• 5 系统软件设计
• 5.1 数据采集端程序设计
• 5.2 数据接收端程序设计
• 5.3 监测终端程序设计
• 5.4 本章小结
• 6 系统调试与测试
• 6.1 硬件调试
• 6.2 多点无线通信测试
• 6.3 系统整体测试
• 6.4 本章小结
• 7 总结与展望
• 致谢
• 参考文献