低压配电网三相不平衡监测装置的设计与实现

发布时间：2017-08-26 07:37

  本文关键词：低压配电网三相不平衡监测装置的设计与实现

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【摘要】：目前，我国的低压配电网大多是通过10kV/0.4kV变压器以三相四线制向用户供电，是三相生产用电与单相负载混合用电的供电网络。由于负荷的不均匀分布，我国低压配电网长期存在三相不平衡问题。再加上我国配网自动化水平不高，该问题无法得到及时改善。若电网在三相不平衡较严重的情况下长时间运行，对供电和用电双方都将产生不利影响。因此需研制一种三相不平衡监测装置，帮助供电部门及时准确地掌握三相不平衡情况，以便采取合理的治理措施。本文主要研究内容如下： (1)介绍了目前我国低压配电网的三相不平衡现状，，指出研制三相不平衡监测装置的必要性。同时分别介绍了三相不平衡算法和三相不平衡监测装置的国内外研究现状； (2)论述了三相不平衡的基本理论，为之后装置的开发奠定理论基础。提出三相不平衡监测装置的总体设计方案，分析了各个核心硬件模块，确定软件编程思路； (3)详细介绍了混合基FFT算法，主要包括算法的计算过程以及在DSP中的实现。同时将该算法成功应用在三相不平衡监测装置中，拓展了传统FFT算法的应用范围； (4)三相不平衡监测装置的硬件组成主要包括信号调理模块、模数转换模块ADS8364、数据处理模块TMS320F2812以及GPRS无线通信模块EM310，详细介绍了各个模块的工作原理、注意事项以及硬件电路设计； (5)按照模块化的编程思想，详细介绍了三相不平衡监测装置的软件设计，为各个硬件模块编写软件驱动程序，主要包括DSP主程序设计、EM310模块驱动程序设计、ADS8364驱动程序设计、数据处理程序设计以及FLASH程序设计； (6)对三相不平衡监测装置进行实验室条件下的调试和试运行，验证装置的准确性和可靠性；在此基础上将监测装置安装在低压配电网中，进行24小时不间断监测，监测结果通过GPRS无线通信传输至数据中心，对数据进行详细分析，分析结果表明三相不平衡监测装置能够准确反映配电网的三相不平衡以及三相电压、三相电流的变化情况。
【关键词】：三相不平衡 低压配电网 DSP 混合基FFT GPRS ADS8364
【学位授予单位】：太原理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM76
【目录】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-11
• 第一章 绪论11-17
• 1.1 课题研究背景与意义11-13
• 1.2 国内外研究动态13-15
• 1.2.1 三相不平衡度计算方法研究13-14
• 1.2.2 三相不平衡监测装置研究14-15
• 1.3 本文主要工作内容15-17
• 第二章 三相不平衡基本原理及监测装置总体方案设计17-23
• 2.1 三相不平衡的定义及其计算式17-19
• 2.2 三相不平衡的产生原因及改善措施19-20
• 2.3 三相不平衡监测装置的总体方案20-21
• 2.4 本章总结21-23
• 第三章 混合基FFT计算方法23-33
• 3.1 混合基FFT23-26
• 3.2 混合基FFT在DSP中的实现26-29
• 3.3 算法应用29-32
• 3.3.1 谐波监测29-31
• 3.3.2 三相不平衡监测31-32
• 3.4 本章小结32-33
• 第四章 三相不平衡监测装置的硬件设计33-53
• 4.1 监测装置的总体框架33-34
• 4.2 信号调理模块的设计34-40
• 4.2.1 电压、电流互感器的选择34-37
• 4.2.2 抗混叠滤波电路37-38
• 4.2.3 交流-直流转换电路38
• 4.2.4 计算机仿真38-40
• 4.3 ADS8364 在监测装置中的应用40-44
• 4.3.1 ADS8364 的基本特性40-42
• 4.3.2 ADS8364 与DSP的接口设计42-43
• 4.3.3 ADS8364 的使用要点43-44
• 4.4 数据处理模块的设计44-49
• 4.4.1 TMS320F2812 的基本特性45
• 4.4.2 时钟电路设计45-46
• 4.4.3 电源管理电路设计46-47
• 4.4.4 复位电路设计47-48
• 4.4.5 JTAG电路设计48-49
• 4.5 无线通信模块设计49-52
• 4.5.1 无线通信模块选型49-50
• 4.5.2 GPRS的组网方案分析50-51
• 4.5.3 EM310 与DSP的接口设计51-52
• 4.6 本章小结52-53
• 第五章 三相不平衡监测装置的软件设计53-69
• 5.1 软件设计的整体框架53-55
• 5.2 无线通信模块驱动程序设计55-59
• 5.2.1 常用AT指令55-56
• 5.2.2 DSP与EM310 通信程序设计56-58
• 5.2.3 注意事项58-59
• 5.3 模数转换模块驱动程序设计59-61
• 5.3.1 复位ADS836460
• 5.3.2 时钟脉冲60
• 5.3.3 采样脉冲60
• 5.3.4 读取转换数据60-61
• 5.4 数据处理程序设计61-65
• 5.4.1 数据还原62-63
• 5.4.2 快速傅里叶变换63-64
• 5.4.3 对称分量法64-65
• 5.5 FLASH程序设计65-67
• 5.6 本章小结67-69
• 第六章 三相不平衡监测装置的调试运行69-79
• 6.1 实验室调试69-73
• 6.1.1 信号调理电路调试69-70
• 6.1.2 断线重联功能测试70
• 6.1.3 整机联调70-72
• 6.1.4 监测装置试运行72-73
• 6.2 实际电网中运行73-78
• 6.3 本章小结78-79
• 第七章 结论与展望79-81
• 7.1 主要成果79-80
• 7.2 下一步研究方向80-81
• 参考文献81-85
• 附录85-87
• 致谢87-89
• 攻读学位期间发表的论文89

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：740505