当前位置:主页 > 科技论文 > 电力论文 >

智能化配电系统微机保护单元研究

发布时间:2017-08-07 00:23

  本文关键词:智能化配电系统微机保护单元研究


  更多相关文章: 智能化配电系统 微机保护 STM32 保护算法 通信


【摘要】:近年来,随着社会经济和工业技术的高速发展,各行业对电力系统提出更高的要求,所以,电力系统高效稳定运行,已经成为各行业发展的基础。配电系统作为电力系统中与用户联系最直接的环节,其智能化的发展更为迫切,与此同时电力系统中装置的发展也要趋于网络化、智能化。而其中微机保护装置更是保证整个智能化配电系统供电稳定、可靠运行的重要组成部分。本文通过分析国内外智能化配电系统及其微机保护装置的现状,根据微机保护装置的需求分析,完成微机保护整体方案设计。选用基于Cortex-M3内核的高性能、低功耗微处理器STM32F103RBT6为核心控制芯片,并通过对保护算法的研究,保证在配电系统出现故障或运行状态不正常时,微机保护单元能够更加快速、准确地动作于继电器跳闸或者发出信号;上位机可以通过MODBUS协议与微机保护单元通信,完成远程控制功能。研究主要涉及的内容:微机保护装置硬件电路设计,保护算法研究,软件程序设计及系统性能验证测试。以主控芯片为核心,对整个装置的硬件和软件系统进行总体设计及各功能模块的设计;通过对小波算法及改进快速傅里叶算法(Fast Fourier Transformation,FFT)研究,提高数据处理速度。对样机进行上电运行,通过模拟电力系统故障,对相应保护功能进行测试,结果表明该微机保护装置对故障能够进行精确、快速处理,与上位机通信良好,各方面都已达到了设计要求,满足智能化配电系统的要求。
【关键词】:智能化配电系统 微机保护 STM32 保护算法 通信
【学位授予单位】:河北工程大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TM774
【目录】:
  • 摘要6-7
  • Abstract7-11
  • 第1章 绪论11-16
  • 1.1 研究课题的背景与科学意义11-12
  • 1.2 智能化配电系统微机保护装置国内外发展现状12-14
  • 1.2.1 智能化配电系统国内外发展现状12-13
  • 1.2.2 微机保护装置国内外发展现状13-14
  • 1.3 研究内容及论文组织结构14-15
  • 1.4 本章小结15-16
  • 第2章 需求分析与总体方案设计16-19
  • 2.1 微机保护装置的需求分析16
  • 2.2 整体设计方案16-18
  • 2.2.1 微机保护功能及工作原理分析17
  • 2.2.2 保护单元通信协议选择17-18
  • 2.3 本章小结18-19
  • 第3章 保护算法与保护方案研究19-28
  • 3.1 微机保护算法概述19
  • 3.2 保护算法研究19-24
  • 3.2.1 傅里叶算法研究19-20
  • 3.2.2 小波算法研究20-21
  • 3.2.3 模拟信号离散化研究21-24
  • 3.3 保护方案研究24-27
  • 3.3.1 短路故障保护25
  • 3.3.2 过负荷保护25-26
  • 3.3.3 零序电流保护26
  • 3.3.4 欠压、过压保护26-27
  • 3.3.5 三相一次重合闸27
  • 3.4 本章小结27-28
  • 第4章 微机保护硬件设计28-43
  • 4.1 系统硬件总体设计28-29
  • 4.2 主控模块设计29-32
  • 4.2.1 主控芯片STM32 的选择及介绍29-31
  • 4.2.2 主控模块电路设计31-32
  • 4.3 数据采集模块设计32-36
  • 4.3.1 模拟量输入模块设计32-34
  • 4.3.2 开关量输入输出模块设计34-36
  • 4.4 通信模块设计36-38
  • 4.5 人机交互模块设计38-39
  • 4.5.1 按键电路设计38-39
  • 4.5.2 LCD显示电路设计39
  • 4.6 电源模块设计39-40
  • 4.7 JTAG调试接口40-41
  • 4.8 硬件电路设计注意事项41-42
  • 4.9 本章小结42-43
  • 第5章 微机保护软件设计43-52
  • 5.1 软件总体研究43-44
  • 5.1.1 程序设计原则43-44
  • 5.1.2 系统软件框架设计44
  • 5.2 软件设计平台44-45
  • 5.2.1 主控芯片开发环境44
  • 5.2.2 STM32 固件库函数44-45
  • 5.3 各模块软件设计45-51
  • 5.3.1 主程序设计STM32 配置45-46
  • 5.3.2 数据采集模块程序设计46-47
  • 5.3.3 保护模块程序设计47-49
  • 5.3.4 通信模块程序设计49-50
  • 5.3.5 人机交互模块程序设计50-51
  • 5.4 本章小结51-52
  • 第6章 系统性能验证测试52-60
  • 6.1 系统调试52-54
  • 6.2 实验结果分析54-57
  • 6.2.1 保护功能结果与分析54-56
  • 6.2.2 通信性能分析56-57
  • 6.3 系统可靠性分析57-59
  • 6.3.1 影响系统可靠性的因素57-58
  • 6.3.2 硬件可靠性措施58
  • 6.3.3 软件可靠性措施58-59
  • 6.4 本章小结59-60
  • 结论60-62
  • 致谢62-63
  • 参考文献63-66
  • 附录66-70
  • 附录1 微机保护装置硬件原理图66-67
  • 附录2 微机保护单元电路板67-68
  • 附录3 FFT的程序实现68-70
  • 作者简介70-71
  • 攻读硕士学位期间发表的论文和科研成果71-72

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 张运洲;白建华;;“十二五”电力规划重大问题探析[J];能源技术经济;2011年01期

2 樊江涛,陈剑云,韦宝泉;ARM处理器+DSP构架的微机馈线保护装置的研制[J];电力系统自动化;2005年02期

3 肖世杰;;构建中国智能电网技术思考[J];电力系统自动化;2009年09期

4 熊小伏;陈星田;夏莹;张荣海;;面向智能电网的继电保护系统重构[J];电力系统自动化;2009年17期

5 戴学安;继电保护原理的重大突破综论工频变化量继电器[J];电力系统自动化;1995年01期

6 钱可弭,李常青;电力系统微机保护算法综合性能研究[J];电力自动化设备;2005年05期

7 梁永春;RS485通讯在微机保护系统中的应用[J];电气开关;2004年01期

8 沈闰龙;陈平;潘振克;;智能化配电综合解决方案[J];电气时代;2008年01期

9 温阳东;侯继光;宋阳;;基于IEC61850标准的变压器微机保护建模[J];电测与仪表;2012年11期

10 汪义旺;崔鸣;祁春清;;RS-485/Modbus在FFU控制系统中的应用[J];自动化仪表;2010年06期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 杨明海;配电系统协调供电模型研究[D];天津大学;2011年

中国硕士学位论文全文数据库 前2条

1 刘静;变电站继电保护改造方案研究[D];华北电力大学;2013年

2 矫长东;基于DSP的线路保护装置研究[D];沈阳工业大学;2014年



本文编号:632125

资料下载
论文发表

本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianlilw/632125.html


Copyright(c)文论论文网All Rights Reserved | 网站地图 |

版权申明:资料由用户f5b66***提供,本站仅收录摘要或目录,作者需要删除请E-mail邮箱bigeng88@qq.com