配电变压器运行状态远程监控系统研究

论文摘要

配电变压器是配电网络中最重要的电力设备,其运行状态关系着配电网络的稳定。配电变压器监测终端（TTU）是配电自动化系统中的重要部分,保障配电系统的可靠运行。本文在研究了的配电变压器监测终端的原理和国内外发展现状以及广泛市场调研的基础上,结合用户的功能需求,提出了一种基于单片机PIC18F458和GSM通信技术的配电变压器运行状态远程监控系统,通过Visual C++6.0和MySQL数据库平台设计了上位机的主站管理系统,软件界面美观,操作简单方便。本文首先介绍了研究背景,配电自动化的国内外发展状况以及本课题的研究的目标和意义;接着介绍了配电变压器运行状态远程监控系统的设计思想,提出了硬件电路和软件系统的总体设计方案,并确定了本系统所具有的功能和性能;然后介绍了配电数据的采集原理,以及用到的一些电参量的计算方法;接着详细介绍了系统的硬件实现以及重要元器件的选型,并进行了硬件抗干扰的设计;还详细介绍了配电变压器运行状态远程监控系统的软件构成以及实现,主要包括监控中心后台管理系统以及软件抗干扰的设计;最后对研究工作进行了总结和展望,并指出了进一步的研究方向和内容。该系统可作为用电管理的重要组成部分,也是城区配网自动化的有益补充,有利于合理调度和分配负荷,因而具有良好的社会效益和经济效益。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 本课题的研究意义
• 1.2 国内外配电自动化研究与应用现状
• 1.2.1 国外配电自动化研究及应用
• 1.2.2 国内配电自动化研究现状
• 1.3 课题研究内容与技术难点
• 1.3.1 技术难点
• 1.3.2 主要工作
• 1.4 本论文的内容和结构
• 2 配电变压器运行状态远程监控系统的总体设计方案
• 2.1 配电自动化系统的组成结构
• 2.2 配电变压器监控终端的工作原理
• 2.3 配变监测终端的设计需求
• 2.3.1 功能需求
• 2.3.2 性能需求
• 2.4 硬件总体设计方案
• 2.5 监测软件设计
• 3 交流采样及电参量的计算方法
• 3.1 交流采样方法
• 3.1.1 同步采样法
• 3.1.2 准同步采样法
• 3.1.3 非整周期采样法
• 3.1.4 非同步采样法
• 3.1.5 本系统采用的采样方法
• 3.2 交流采样频率的确定
• 3.3 电参量计算方法
• 3.3.1 电压、电流有效值计算方法
• 3.3.2 有功功率和无功功率的算法
• 3.3.3 功率因数的计算
• 3.3.4 三相不平衡度的计算方法
• 3.3.5 电压不合格率
• 3.4 本章小结
• 4 配电变压器运行状态远程监控系统硬件电路设计
• 4.1 设计的原则和思路
• 4.2 主电路结构设计
• 4.2.1 核心处理芯片的选择
• 4.2.2 PIC18F458 单片机的结构特点
• 4.3 电源管理电路
• 4.4 交流数据采集电路
• 4.5 环境温度测量电路
• 4.6 过零比较电路
• 4.7 通信接口电路设计
• 4.7.1 串口通信电路
• 4.7.2 GSM 模块通信接口
• 4.7.3 采用GSM 模块的通信结构
• 4.8 硬件抗干扰设计
• 4.8.1 供电系统的抗干扰措施
• 4.8.2 传输通道抗干扰
• 4.8.3 印制电路板的抗干扰设计
• 5 配电变压器运行状态远程监控系统主站管理软件设计
• 5.1 系统结构和功能
• 5.2 系统数据库的设计、创建和管理
• 5.2.1 需求分析
• 5.2.2 数据库表的设计
• 5.2.3 选用MySQL 数据库管理系统（DBMS）
• 5.2.4 使用Visual C++6.0（VC）对MySQL 进行操作
• 5.3 系统SMS 短信通讯模块
• 5.4 系统监测及报警模块
• 5.5 系统管理平台
• 5.6 软件抗干扰设计
• 5.6.1 软件数字滤波
• 5.6.2 状态信息误采集的消除
• 5.7 试验运行结果
• 6 结论与前景展望
• 6.1 本课题取得的成果
• 6.2 前景展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录 作者在攻读硕士学位期间发表的论文目录