关于直流系统绝缘监测装置的研究

论文摘要

直流系统工作状况好坏直接影响电力系统和通信系统安全、可靠和高效运行。本文主要是研究在生产现场强噪声干扰环境下,微弱信号的检测技术;在此基础上,采用大规模SoC技术和集成电路应用技术,结合现代电路设计方法,开发设计了一种高性价比的直流系统绝缘监测装置。本文首先介绍了直流系统及直流系统绝缘监测的发展现状。之后,结合直流系统漏电信号的特点和工业现场的强噪声干扰,讨论了相应的微弱信号检测方法。重点分析了直流系统绝缘监测装置的硬件电路设计,并对器件和参数选择作了具体说明;同时对整个系统的软件框架和各个子系统的软件流程做了详细分析。最后对系统的定标和现场调试结果进行了分析。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 第一章 绪论
• 1.1 直流系统运行简介
• 1.2 直流接地的危害性
• 1.2.1 造成信号装置、继电保护和断路器的误动作
• 1.2.2 两点接地可以引起断路器拒绝动作
• 1.2.3 两点接地引起熔断器熔断
• 1.3 直流系统绝缘监测现状
• 1.3.1 检测原理的研究现状
• 1.3.1.1 平衡电阻法原理
• 1.3.1.2 低频探测法原理
• 1.3.1.3 变频探测法原理
• 1.3.1.4 霍尔磁式平衡法原理
• 1.3.1.5 振荡频率探测法原理
• 1.3.1.6 相位差磁调制检测法原理
• 1.3.2 国内绝缘监测装置的开发应用
• 1.4 本课题研究的目的和内容
• 1.5 系统检测原理及技术参数
• 第二章 微弱信号检测基础
• 2.1 概述
• 2.2 相干检测的基本思想
• 2.3 相敏检波的原理
• 2.4 正交矢量 LIA
• 第三章 信号检测电路
• 3.1 概述
• 3.2 信号发生电路设计
• 3.2.1 DAC 转换系统
• 3.2.2 DAC 输出信号分析
• 3.2.2.1 DAC 输出信号放大滤波
• 3.2.2.2 探测信号注入电路
• 3.2.3 DAC 输出信号的编程实现
• 3.3 信号调理电路设计
• 3.3.1 直流母线漏电流信号调理电路
• 3.3.1.1 信号前级放大电路
• 3.3.1.2 抑制工频干扰电路
• 3.3.1.3 带通滤波电路
• 3.3.1.4 中级放大电路
• 3.3.1.5 相敏检波电路
• 3.3.1.6 低通滤波电路
• 3.3.1.7 电平转换电路
• 3.3.2 直流母线电压监测电路
• 第四章 测量控制系统
• 4.1 主机系统电路设计
• 4.1.1 液晶显示电路
• 4.1.1.1 TM240128A 内部结构和 T6963C 特点
• 4.1.1.2 主单片机与 TM240128A 的电路接口
• 4.1.2 指示灯和报警输出电路
• 4.1.2.1 指示灯和继电器报警输出的功能定义
• 4.1.2.2 指示灯、继电器控制电路
• 4.1.3 按键输入电路
• 4.2 从机系统电路设计
• 4.3 系统时钟电路设计
• 4.3.1 时钟芯片及接口电路
• 4.3.2 从单片机与时钟芯片接口操作时序
• 4.4 并行通讯电路设计
• 4.4.1 并行接口电路
• 4.4.2 并行通信协议和校验机制
• 4.5 串行通讯电路设计
• 4.5.1 RS—485 总线
• 4.5.2 通信电平转换电路
• 4.5.2.1 TTL/RS—485 转换器设计
• 4.5.2.2 RS—485/RS232 转换器设计
• 4.5.3 增强 RS-485 通信可靠性的措施
• 第五章 系统软件设计
• 5.1 概述
• 5.2 主机软件设计
• 5.3 从机软件设计
• 5.3.1 从单片机软件流程
• 5.3.2 母线电压计算流程
• 5.3.3 母线绝缘电阻计算流程
• 5.4 上位机串行通讯软件设计
• 5.4.1 主单片机通信模式设定
• 5.4.2 上位机软件设计
• 5.4.3 串行通信软件流程图
• 5.5 主从机并行通信软件设计
• 5.5.1 并行通信协议
• 5.5.1.1 通信协议的信息格式
• 5.5.1.2 通信协议的执行过程
• 5.5.2 并行通讯校验机制
• 5.5.3 并行通信软件流程图
• 第六章 系统定标及现场调试
• 6.1 概述
• 6.2 直流母线电压定标
• 6.2.1 直流母线电压调试定标
• 6.2.2 直流母线电压现场定标
• 6.3 直流母线绝缘电阻定标
• 6.3.1 直流母线绝缘电阻调试定标
• 6.3.1.1 电流传感器
• 6.3.1.2 信号前级放大电路
• 6.3.1.3 抑制工频干扰电路
• 6.3.1.4 带通滤波电路
• 6.3.1.5 中级放大电路
• 6.3.1.6 相敏检波电路
• 6.3.1.7 低通滤波电路
• 6.3.2 直流母线绝缘电阻现场定标
• 6.4 系统现场调试
• 6.4.1 直流系统单一支路接地测试
• 6.4.2 正、负母线同时接地测试
• 6.4.3 多个支路同时接地测试
• 第七章 总结与展望
• 参考文献
• 致谢
• 在学期间发表的学术论文和参加科研情况