基于STM32的小电流接地选线系统研究与实现

发布时间：2017-09-13 13:35

  本文关键词：基于STM32的小电流接地选线系统研究与实现

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【摘要】：我国中压配电系统普遍采用小电流接地方式,包括中性点不接地、经消弧线圈接地和经高阻接地。在小电流接地系统中,发生单相接地故障的几率非常高,占所有配电故障的80%以上。虽然单相接地故障线路的接地电流很小,按照规程要求线路可以带故障运行1~2小时。但如果不及时排除接地故障而较长时间带故障运行,容易造成故障恶化扩大,影响整个配电系统。因此,当系统发生单相接地故障时,必须及时准确的确定出故障路线,并将其与系统隔离或者切除。本文对小电流接地系统发生单相接地故障时的零序电流特征进行深入分析,重点研究了接地故障时零序电流的暂态、稳态特征,总结了目前常用的故障选线方法以及适用范围和优缺点。在此基础上,设计了一套经济实用、符合中小型企业配电系统的基于STM32技术的选线系统。该系统采用分布式设计,数据采集和数据处理由两个模块来完成,分别是数据采集终端和运算控制单元,模块间采用CAN总线通信。STM32系列嵌入式芯片实时性、可靠性高,有丰富的片上资源,可大大节约了硬件投资,利用先进的嵌入式技术可提高选线系统的数据采集和处理能力;通过现场总线技术,提高系统组网的灵活性和数据传输的安全性。两者结合保证接地故障选线功能高效、准确实现。
【关键词】：配电系统 小电流接地 STM32 故障选线 CAN总线
【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】：TM862
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-16
• 1.1 研究课题的背景与科学意义10-11
• 1.2 国内外发展现状11-12
• 1.3 常用选线方法12-15
• 1.3.1 基于故障稳态信息的选线方法13-14
• 1.3.2 基于故障暂态信息的选线方法14-15
• 1.4 研究内容及论文组织结构15
• 1.5 本章小结15-16
• 第2章 小电流接地系统单相接地故障特征分析16-22
• 2.1 小电流接地系统单相接地故障的稳态特征分析16-19
• 2.1.1 中性点不接地方式16-18
• 2.1.2 中性点经消弧线圈接地方式18-19
• 2.2 小电流接地系统单相接地故障的暂态特征分析19-21
• 2.2.1 暂态电容电流19-20
• 2.2.2 暂态电感电流20
• 2.2.3 暂态接地电流20-21
• 2.3 本章小结21-22
• 第3章 总体方案设计和选线策略22-27
• 3.1 系统总体方案设计22-23
• 3.2 选线策略的选择和改进23-26
• 3.2.1 基于SFB分量的比幅比相法24-25
• 3.2.2 改进的5次谐波法25
• 3.2.3 基于小波变换模极大值选线法25-26
• 3.3 本章小结26-27
• 第4章 硬件电路设计27-44
• 4.1 系统硬件总体设计27-28
• 4.2 主控芯片选择28-32
• 4.2.1 主控芯片STM32的选择28-29
• 4.2.2 主控芯片STM32介绍29-30
• 4.2.3 最小系统30-32
• 4.3 数据采集终端硬件电路设计32-37
• 4.3.1 STM32的ADC模块介绍32-33
• 4.3.2 电源模块电路设计33-34
• 4.3.3 数据采集电路设计34-36
• 4.3.3.1 互感变换34-35
• 4.3.3.2 信号调理电路35-36
• 4.3.4 开关量输出电路36-37
• 4.4 运算控制单元硬件电路设计37-39
• 4.4.1 人机交互模块37-38
• 4.4.3 EIA-485通信电路38-39
• 4.5 CAN总线39-41
• 4.5.1 STM32的CAN控制器39-40
• 4.5.2 CAN收发器40-41
• 4.6 抗干扰措施41-43
• 4.6.1 电源保护电路41-42
• 4.6.2 通信电路电磁兼容和防雷42
• 4.6.3 PCB设计的注意事项42-43
• 4.7 本章小结43-44
• 第5章 选线系统软件设计44-54
• 5.1 软件总体设计44-45
• 5.1.1 程序设计原则44-45
• 5.1.2 系统软件框架设计45
• 5.2 软件设计平台45
• 5.2.1 主控芯片开发环境45
• 5.2.2 STM32固件库函数45
• 5.3 各模块软件设计45-53
• 5.3.1 主程序设计45-47
• 5.3.2 数据采集模块程序设计47-48
• 5.3.3 选线程序设计48-50
• 5.3.4 通信模块程序设计50-53
• 5.3.4.1 CAN总线通信50-52
• 5.3.4.2 EIA-485总线通信52-53
• 5.3.5 人机交互模块程序设计53
• 5.4 本章小结53-54
• 第6章 系统性能验证测试54-62
• 6.1 系统调试54-55
• 6.2 测试与分析55-58
• 6.2.1 选线测试与分析55-58
• 6.2.2 通信性能分析58
• 6.3 系统可靠性分析58-61
• 6.3.1 影响系统可靠性的因素58-59
• 6.3.2 硬件可靠性措施59-60
• 6.3.3 软件可靠性措施60-61
• 6.4 本章小结61-62
• 结论62-63
• 致谢63-64
• 参考文献64-68
• 作者简介68-69
• 攻读硕士学位期间发表的论文和科研成果69-70

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：844007