基于WinCE嵌入式的光学电流互感器实验测试系统研究

发布时间：2017-08-07 18:33

  本文关键词：基于WinCE嵌入式的光学电流互感器实验测试系统研究

  更多相关文章： 光学电流互感器 光强 录波模块 winCE嵌入式 LabVIEW

【摘要】：作为发展智能电网的重要环节,实现电气设备的智能化,传统形式的电磁型电流互感器存在各种弊端,不能满足智能化的要求。而光学电流互感器凭借其独特的优势,正在逐步走向智能电网工程实用化。然而,通过近几年的实用化表明,影响光学电流互感器工程实用化的主要问题是长期运行稳定性。为了测试光学电流互感器的长期运行稳定性,本文提出基于WinCE嵌入式设备为测试平台,监视其运行稳定性,并实时记录其暂态运行过程的输出电流波形。为测试分析光学电流互感器的长期运行稳定性,首先利用光学器件的琼斯矩阵推导出光学电流互感器输出光强的数学模型,并定义了三种特性光强以及能够反映长期运行稳定性的光强直流分量。在此基础上分析了构成光学电流互感器主要光学器件的温度特性,以及分析了光强受到影响时的变化趋势和对被测电流的影响。最后,结合光路系统的光强损耗分析和光强直流分量的变化特征,提出了光学电流互感器的稳定运行判据。为了记录光学电流互感器运行中的暂态过程,设计了暂态录波模块。根据光学电流互感器的运行特点,建立起卡尔曼滤波算法的数学模型,并通过算例验证该算法的可行性。在滤波的基础上,设计了基于WinCE嵌入式的暂态录波模块,包括数据记录格式、数据存储方式、录波模块启动判据等内容。鉴于测试分析光学电流互感器的运行性能是一个长期过程,本设计提出利用嵌入式WinCE系统和LabVIEW编程环境开发适用于对光学电流互感器长期测试的软硬件平台。文中介绍了WinCE嵌入式,包括了嵌入式开发板选型和嵌入式操作系统定制两方面内容,这也是设计该平台的基础部分。利用LabVIEW软件中的TouchPanel模块对嵌入式开发板的主要功能模块进行开发测试,包括串口通信、网口通信以及数据、文件存储和基于网络协议的数据采集。在此基础上,开发了基于WinCE嵌入式系统的光学电流互感器稳定性分析程序和暂态录波模块。应用所建立的WinCE嵌入式测试系统进行了暂态录波实验,验证暂态录波模块能够有效记录暂态过程的波形和数据,并且模拟外界温度变化和环境振动时,光学电流互感器的输出量变化关系实验,验证理论分析的结果。
【关键词】：光学电流互感器 光强 录波模块 winCE嵌入式 LabVIEW
【学位授予单位】：华北电力大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM452
【目录】：

• 摘要7-8
• Abstract8-10
• 第1章 绪论10-18
• 1.1 论文选题背景及研究的目的和意义10-14
• 1.2 光学电流互感器的原理14
• 1.3 WINCE嵌入式系统概述14-16
• 1.3.1 嵌入式系统简介14-15
• 1.3.2 嵌入式操作系统简介15-16
• 1.4 本文主要工作内容16-18
• 第2章 光学电流互感器长期运行稳定性分析18-27
• 2.1 引言18
• 2.2 光学电流互感器输出光强的数学模型18-21
• 2.3 光学器件的温度特性21-23
• 2.3.1 偏振器工作温度特性分析21-22
• 2.3.2 光纤准直器的温度特性分析22-23
• 2.3.3 磁光玻璃的温度特性分析23
• 2.4 输出光强直流分量的特性分析23-25
• 2.5 长期运行稳定性判据25-26
• 2.6 小结26-27
• 第3章 光学电流互感器暂态运行录波模块设计27-38
• 3.1 引言27
• 3.2 改进全周傅氏滤波算法27-28
• 3.3 卡尔曼滤波算法28-33
• 3.4 暂态过程OCT输出录波模块设计33-37
• 3.4.1 波形记录格式33
• 3.4.2 录波数据存储33-34
• 3.4.3 启动判据34
• 3.4.4 暂态录波模块的启动判据算法34-37
• 3.5 小结37-38
• 第4章 光学电流互感器实验测试平台设计38-58
• 4.1 引言38
• 4.2 WINCE嵌入式38-41
• 4.2.1 嵌入式开发板选型39-40
• 4.2.2 嵌入式操作系统定制40-41
• 4.3 基于LABVIEW的嵌入式应用程序开发41-48
• 4.3.1 Touch Panel模块42
• 4.3.2 串口通信模块设计42-45
• 4.3.3 网络通信模块设计45-47
• 4.3.4 文件存储设计47-48
• 4.4 数据采集模块设计48-51
• 4.4.1 数据采集模块选型48-49
• 4.4.2 数据采集与通信原理49-51
• 4.5 暂态录波模块的程序实现51-54
• 4.5.1 数据采集52
• 4.5.2 数字滤波52-53
• 4.5.3 故障判据53-54
• 4.5.4 波形记录与验证54
• 4.6 运行稳定性分析LABVIEW程序实现54-56
• 4.7 本章小结56-58
• 第5章 光学电流互感器运行状况实验测试与分析58-64
• 5.1 引言58
• 5.2 实验测试与分析58-63
• 5.2.1 暂态录波模块验证实验58-59
• 5.2.2 稳态运行状况分析实验59-63
• 5.3 小结63-64
• 第6章 总结与展望64-66
• 6.1 总结64-65
• 6.2 展望65-66
• 参考文献66-70
• 攻读硕士学位期间发表的论文70-71
• 攻读硕士学位期间参加的科研工作71-72
• 致谢72

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前3条

1 王哲,焦彦军,张新国,董铸,李国华;高性能故障录波器的方案设计[J];电力自动化设备;2003年03期

2 苑立波;温度和应变对光纤折射率的影响[J];光学学报;1997年12期

3 张德赛,罗道军,彭剑;国内外光电式电流互感器研究现状[J];四川电力技术;1999年02期

中国硕士学位论文全文数据库 前2条

1 李红霞;双折射晶体与偏光器件的温度特性[D];曲阜师范大学;2003年

2 赵爽;温度对双折射晶体及偏光器件的影响研究[D];曲阜师范大学;2006年

，

本文编号：636139