基于STM32的10kV微机保护系统硬件平台开发

发布时间：2017-08-20 12:26

  本文关键词：基于STM32的10kV微机保护系统硬件平台开发

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【摘要】：近年来,在我国经济持续高速稳定发展的背景下,在工业化、城镇化的持续推进中,电力能源的需求一直处在快速增长的过程中。伴随着电力需求的增长,微机保护被越来越广泛的使用。本文介绍了一种基于单个STM32芯片的微机保护装置硬件设计方案。该平台利用了新芯片性能高度集成的特点,获得了较高的通用性和较低的成本。本文围绕作者所进行的硬件开发工作,对微机保护装置各部分硬件设计进行了讨论和分析。A/D电路设计部分,讨论了影响A/D测量精度的因素,提出了一种能够抑制共模干扰,提高微机保护装置A/D测量精度的硬件设计方案,介绍了在PCB布线设计时的各种考虑因素。电源模块设计部分,介绍了电源结构,并对电源性能进行了测试。保护装置其他部分,包括了开关量输入、开关量输出、通讯等模块,根据以往产品的使用经验,进行了方便使用和提高可靠性的适应性改造。最后,论文还对微机保护装置在设计和生产过程中需要进行的试验和测试进行了讨论。
【关键词】：微机保护 10kV STM32处理器 A/D转换
【学位授予单位】：华侨大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM774
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第1章 绪论8-12
• 1.1 课题背景8-9
• 1.2 10kV微机保护装置现状及发展趋势9-10
• 1.2.1 10kV微机保护装置现状9
• 1.2.2 发展趋势9-10
• 1.3 课题目的和意义10-11
• 1.4 本论文主要完成的工作内容11-12
• 第2章 核心芯片组设计12-17
• 2.1 10kV微机保护平台技术要求12
• 2.2 芯片功能概述12-14
• 2.3 平台总体设计14-17
• 2.3.1 总体方案叙述14-15
• 2.3.2 存储器的扩展15-17
• 第3章 A/D采样模块设计与测试17-32
• 3.1 A/D转换器分析17-18
• 3.2 采样电路精度分析18-20
• 3.3 互感器选择20-21
• 3.4 采样电路测试21-25
• 3.4.1 参考电压测试22-23
• 3.4.2 互感器测试23-24
• 3.4.3 采样电阻测试24-25
• 3.5 仿差分A/D采样电路25-28
• 3.5.1 电路设计原理25-26
• 3.5.2 误差分析26-27
• 3.5.3 性能测试27-28
• 3.6 A/D采样电路原理图设计28-30
• 3.7 PCB图设计30-32
• 第4章 电源模块设计与测试32-41
• 4.1 微机保护装置电源模块设计32-34
• 4.1.1 微机保护工作环境分析32
• 4.1.2 电源功率需求分析32-33
• 4.1.3 电源输出电压设计33-34
• 4.2 开关电源芯片选择34-35
• 4.3 电源保护器件的使用35-36
• 4.4 开关电源测试36-41
• 4.4.1 电源关键电压测试37-40
• 4.4.2 电源效率测试40
• 4.4.3 电源器件温度测试40-41
• 第5章 其他模块设计41-50
• 5.1 开关量输入模块41-42
• 5.2 开关量输出及控制模块42-44
• 5.2.1 开出前级电路42
• 5.2.2 断路器控制模块42-44
• 5.3 人机接口模块44-47
• 5.3.1 液晶显示部分44-45
• 5.3.2 LED和键盘部分45-47
• 5.4 通讯模块设计47-50
• 5.4.1 GPS对时接口47
• 5.4.2 通用通讯接口47-48
• 5.4.3 调试用通讯接口48-50
• 第6章 结构设计50-53
• 6.1 整机结构设计50-51
• 6.2 线路板设计51-53
• 第7章 整机测试53-56
• 7.1 电源闪断测试53-54
• 7.2 高温湿热测试54-56
• 总结与展望56-58
• 1、完成的工作56
• 2、不足与展望56-58
• 参考文献58-61
• 致谢61-62
• 附录62-63
• 个人简历、在学期间发表的学术论文及研究成果63

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本文编号：706639