一种便携式大电流测试系统的设计与实现
本文选题:大电流 + Rogowski线圈 ; 参考:《福州大学》2014年硕士论文
【摘要】:随着国民经济的发展,智能电网将进入全面实施阶段,那么,承担用电设备控制与保护、电能分配任务的开关电器尤为重要。为保证电网智能化建设的顺利实施,就要利用科技手段在新一代产品开发上从设计理念、性能、功能等方面去突破,推动开关电器向智能化、可通讯及绿色环保等方向发展。开关电器在运行时存在着电、磁、热等多种能量的非线性和瞬态转换,使相关的理论研究、新产晶开发、性能检验变得极为复杂。因此,要开发出性能优越的开关电器,就必须配有先进的检测设备。在开关电器产品检测的相关试验中,对被测电流范围的要求越来越大,对测量精度的要求越来越高,而且采用合理的检测手段对不同类型的电流开展快速、可靠地测量与分析,一直是开关电器产品检测领域研究的热点。因此,本课题将针对低压电器产品检测试验时大电流现场测量中存在的一些问题,利用已有的试验检测设备,研究出能够更好地满足试验中大电流现场测量的新方法、新设备,主要工作和研究成果如下:首先,分析了主要检测部件Rogowski线圈的结构及其电流测量原理,通过仿真方式全面研究了不同骨架芯截面的线圈以及圆形截面线圈的结构参数对线圈电磁感应能力的影响,并提出了线圈结构参数的选用原则,为后续系统设计中的线圈选型提供依据。接着,对测试系统进行了总体结构设计,重点讨论了信号检测和采集部分相关元器件的选型、连接,通过实例验证了对Rogowski线圈电磁感应能力相关研究结果的可靠性,并提出了各硬件间的抗干扰优化措施。然后,设计了测试系统上位机软件的总体框架和流程图,将整个软件拆分成了控制与采集、信号去噪、试验参数分析、存储与示波图生成等部分,讨论和研究了各部分的功能实现及相关程序设计,并结合实例对信号去噪与试验参数分析模块的有效性进行了验证。最后,介绍了系统上位机软件的功能,将该系统应用到数据采集系统的定期比对利温升试验的电流监测中,并对应用的结果和效果进行了分析评价,验证了所设计大电流测试系统的合理性和可靠性。
[Abstract]:With the development of the national economy, the smart grid will enter into a comprehensive implementation stage, so it is particularly important to undertake the tasks of power equipment control and protection and power distribution. In order to ensure the smooth implementation of intelligent power grid construction, it is necessary to make use of scientific and technological means to break through the design concept, performance and function of the new generation of products, and to promote the development of switchgear towards intelligence, communication and green environmental protection. The nonlinear and transient conversion of electrical, magnetic and thermal energy in switchgear makes the related theoretical research, new crystal production development and performance test extremely complicated. Therefore, in order to develop superior performance switchgear, must be equipped with advanced testing equipment. In the relevant testing of switch electrical products, the demand for the range of the measured current is more and more large, and the requirement for the measurement accuracy is higher and higher, and the different types of current can be measured and analyzed quickly and reliably by reasonable means of detection. It has always been a hot spot in the field of switchgear detection. Therefore, in view of some problems existing in the field measurement of high current in the test of low-voltage electrical appliances, the new equipment, a new method, which can better meet the field measurement of high current in the test, will be developed by using the existing testing equipment. The main work and research results are as follows: firstly, the structure of Rogowski coil and its current measurement principle are analyzed. The influence of the structure parameters of the coils with different skeleton core sections and the circular section coils on the electromagnetic induction ability of the coils is studied by simulation, and the selection principle of the structural parameters of the coils is put forward. It provides the basis for the selection of coil in the design of follow-up system. Then, the overall structure of the test system is designed, and the selection and connection of some related components for signal detection and acquisition are discussed. The reliability of the research results on the electromagnetic induction capability of Rogowski coil is verified by an example. The anti-interference optimization measures between different hardware are put forward. Then, the overall frame and flow chart of the upper computer software of the test system are designed. The whole software is divided into control and acquisition, signal denoising, test parameter analysis, storage and oscillogram generation, etc. The functional realization of each part and the related program design are discussed and studied, and the validity of the signal denoising and experimental parameter analysis module is verified by an example. Finally, the function of the system's upper computer software is introduced, and the system is applied to the current monitoring of the data acquisition system in the temperature rise test, and the results and effects of the application are analyzed and evaluated. The rationality and reliability of the designed high current test system are verified.
【学位授予单位】:福州大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:TM835.2
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,本文编号:2102711
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