电能表用继电器寿命试验系统的设计及其应用

发布时间：2021-02-22 01:46

　　电能表用继电器是费控智能电能表的核心控制部件,现在多数采用磁保持继电器,电网管理员通过它对用户进行催费预警、远程拉合闸等互动控制,其可靠性直接决定了用户的安全顺利用电,乃至整个配电网络的可靠运行,继电器可靠性与其综合参数息息相关,本文以设计电能表用继电器寿命试验系统为目标,以典型电能表用继电器为研究对象,辅以可靠性预计和高温老化试验,设计了一种多方位的电能表用继电器寿命试验系统,并进行多项测试,研究电能表用继电器各项寿命参数和其寿命的关系。首先,综合分析了电能表用继电器国内外现状,根据电能表用继电器实际用量和项目公司的需求,选定（1H,1D）型电能表用继电器作为测试对象。综合分析了国内外电能表用继电器寿命测试系统的研究状况,参考各种设计优缺点,设计了电能表用继电器寿命试验系统的测量参数和总体方案。其次,进行寿命试验系统的硬件电路设计,其主要由三部分组成:调理电路、数据采集电路和人机界面。调理电路以C8051F020作为控制器,实现对继电器动作方式的精确控制以及对线圈电压、触点电流、触点电压、触点压降等的测试;数据采集电路以ARM7内核的LPC2292单片机和FPGA作为控制单元,实现了... 

【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：67 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题来源及研究的目的和意义
    1.2 国内外相关领域的研究现状
        1.2.1 电能表用继电器国内外研究情况
        1.2.2 电能表用继电器寿命试验的国内外研究情况
    1.3 主要研究内容
第2章 总体方案设计
    2.1 系统功能与主要技术指标
    2.2 系统总体方案
        2.2.1 信号调理板设计
        2.2.2 数据采集板设计
        2.2.3 人机界面开发
    2.3 本章小结
第3章 硬件电路设计
    3.1 引言
    3.2 调理板电路设计
        3.2.1 设计要求
        3.2.2 技术指标
        3.2.3 线圈驱动电路设计
        3.2.4 接触电阻测量电路设计
        3.2.5 交流电流测试电路设计
        3.2.6 交流电压测试电路设计
    3.3 信号调理模块软件设计流程图
    3.4 试验测试结果与分析
        3.4.1 线圈电流与触点电流动态波形分析
        3.4.2 交流触点电流与电压动态波形分析
        3.4.3 吸合与复归电压测试
    3.5 数据采集模块
        3.5.1 数据采集模块设计要求
        3.5.2 数据采集模块电路设计
    3.6 本章小结
第4章 软件系统设计及样机
    4.1 引言
    4.2 数据处理算法设计
        4.2.1 动作电压算法
        4.2.2 复归电压算法
        4.2.3 吸合时间算法
        4.2.4 复归时间算法
        4.2.5 超程时间算法（闭合）
        4.2.6 复归回跳算法（闭合）
        4.2.7 回跳次数算法
        4.2.8 触点接触电阻算法
    4.3 ModBus通信协议
    4.4 人机界面设计
        4.4.1 通讯设计
        4.4.2 人机界面
    4.5 试验样机
    4.6 本章小结
第5章 试验结果分析
    5.1 引言
    5.2 测试结果标定
        5.2.1 电阻测试结果
        5.2.2 时间参数结果
    5.3 综合参数测试
    5.4 高温试验参数测试
    5.5 使用寿命预计
        5.5.1 电能表工作原理
        5.5.2 计算方法
        5.5.3 使用寿命预计结果和试验结果分析
    5.6 本章小结
结论
参考文献
攻读学位期间发表的学术论文及其它成果
致谢
个人简历


【参考文献】：
期刊论文
[1]继电器的额定寿命与可靠度[J]. 张蓉,王少军,张碧娟,何亚玉.  电子测试. 2017(08)
[2]基于粗糙集理论和生命初态信息的继电器寿命预测方法[J]. 李玲玲,张士暖,李志刚,贺鹏举.  电工技术学报. 2016(18)
[3]交流接触器用触点材料电性能模拟试验系统设计[J]. 任万滨,杜英玮,满思达.  电器与能效管理技术. 2016(07)
[4]触点寿命试验中初始接触电阻与寿命的关系研究[J]. 张菲菲,李志刚,李玲玲,王婧.  电力系统保护与控制. 2015(05)
[5]触点初始接触电阻的分布特征与寿命相关性研究[J]. 张菲菲,李志刚.  电子元件与材料. 2014(11)
[6]智能电表用磁保持继电器失效原因及机理分析[J]. 李耀林,侯月宾,卢菲,蒙建洲,张天锦,王振宇.  电工材料. 2014(04)
[7]智能电能表磁保持继电器批量检测方法的研究[J]. 纪峰,郭兴昕,徐晴,黄奇峰.  电测与仪表. 2013(11)
[8]中外智能电网发展战略[J]. 张东霞,姚良忠,马文媛.  中国电机工程学报. 2013(31)
[9]智能电网技术标准体系研究综述[J]. 刘文,杨慧霞,祝斌.  电力系统保护与控制. 2012(10)
[10]电磁继电器触点接触电阻分析[J]. 蔡永健,黄爱国.  机电元件. 2011(03)

硕士论文
[1]电能表用继电器短时耐受能力仿真分析方法的研究[D]. 满思达.哈尔滨工业大学 2016
[2]综合数字继电器的研制和开发[D]. 陈珍萍.安徽理工大学 2005
[3]继电器智能检测台设计[D]. 安文.西南交通大学 2003
[4]继电器电寿命试验条件与试验设备智能化技术的研究[D]. 耿立辉.河北工业大学 2003
[5]继电器时间参数计算机检测系统[D]. 李真.河北工业大学 2003



本文编号：3045251