电力开关设备在线监测系统软件设计

论文总字数：17597字

摘 要

现今阶段电力开关（如断路器）性能的可靠性将直接影响到电力系统的安全与稳定运行。电力开关绝大部分事故来源于机械方面的原因，针对传统的“定期监测”存在盲目性大、费用高、利用率及可靠性较低等严重的不足之处，提高电力开关在线监测水平，进行科学的状态检修，具有重要的经济意义和技术意义。本文所研究的电力设备在线监测系统就是为了解决这种“定期监测”的不足之处，监测开关设备的实时状态和各种参数，做好状态检修工作的提前准备。本文着重研究的是利用FPGA模块实现数据采集和利用ARM模块实现数据的处理。即：FPGA在AD采样中编程软件设计和ARM在处理数据方面的软件设计。从而实现了电力开关设备的状态和信息的实时采集和处理

关键词：高压断路器；在线监测；ARM；FPGA；以太网通信

Abstract

The current stage of power switch (such as circuit breaker) the reliability of the performance will directly affect the safe and stable operation of power system. Power switch most accident sources in mechanical, according to the traditional "periodic monitoring" exist blindness, high cost, utilization rate and low reliability of serious deficiencies, improve the power switch online monitoring level, condition based maintenance of science, have important significance in economy and technology. The electrical equipment on-line monitoring system is in order to solve the shortcomings of the periodic monitoring, monitoring switch equipment real-time status and various parameters, do a good job of condition based maintenance to prepare in advance. This paper focuses on the realization of data acquisition and data processing using ARM module using FPGA module. That is: FPGA in the AD programming software in the design of sampling and ARM in software design of data processing. In order to achieve real-time acquisition and processing of electric power switch equipment status and information

Keywords: high voltage circuit breaker; on-line monitoring; ARM; FPGA; Ethernet communication

目录

摘要

Abstract

目录

第一章 绪论

1.1设计背景及意义

1.2电力开关设备在线监测技术发展历史

1.3本文内容介绍

第二章 高压断路器在线监测的原理

2.1 高压断路器概述

2.2高压断路器在线监测的目标

2.3高压断路器在线监测的方法

第三章 基于电力开关设备在线监测系统的总体设计

3.1系统总体架构

3.2 设计工具

3.2.1 Verilog语言

3.2.2 C语言

3.3上位机软件运行界面展示

3.4上位机软件设计部分代码

第四章 实验的操作流程

第五章 总结与展望

参考文献

第一章 绪论

1.1设计背景及意义

随着现代化程度的不断提高，电力需求越来越大，电力系统容量不断增长，电力向着高电压、大机组、大容量的迅速发展，对电力系统设备状态的监测技术成为一个日益重要的问题，因为在这个对电力高度依赖的社会，电力系统一旦发生问题，不能够及时发现并解决问题的话，造成的安全问题和经济损失是无法估量。为保证电力系统安全运行,电力设备正常运转，监视与检测系统重要设备的运行状态就势在必行。监测的目的在于及时发现设备的运转过程中出现的问题以及问题的发展情况,从而在问题变得影响正常工作之前,及时做出维修、更换,从而避免发生危及安全的事故。电力开关绝大部分事故出自于机械方面的原因，针对传统的定期检查和计划性检查存在盲目性大、设备损耗、费用高、利用率低及可靠性较低等严重的不足之处，提高电力开关在线监测水平，进行科学的状态检修，具有极其重要的经济价值和技术价值。随着传感技术与计算机技术的不断持续发展,电力设备的状态监测方法向着自动化、智能化的方向不断持续进步,设备的定期检修制度向着预警式检修制度迈进。本文所研究的电力开关设备在线监测系统就是对开关设备的状态及各种重要数据进行监测,为开展状态检查和修理工作提供服务,完成对设备状态的审核,数据的实时采集、数据信息处理、综合分析设备,为后期检查和修理提供可靠的信息。电力开关设备：断路器性能及其可靠性将直接影响到电力系统的安全与稳定运行。在电力系统中的高压断路器的最主要的两个作用是：控制与保护，无论电路是否正常安全稳定的运行，高压断路器都必须稳定的运行，否则将有可能造成重大的安全问题和严重的经济损失。

电力系统线路相当复杂，需要的高压断路器最多、检查和维修工作相当繁重、检修费用相当高。有关数据表明：变电站维护费用的一半是用在高压断路器上，然而其中的60%是用的断路器的例行检查和维护上，这项工作耗时耗力耗费巨额资金，确又不讨巧，检查和维护从出发点就是盲目的，无头绪的，当然效果也过也是非常低的。有点地方没有出现问题，因为这种盲目的例行检查和维护，会使设备发生损耗。电力设备在线监测系统可以有效的解决这一痛点，它能够及时了解断路器的工作状态、故障出现的部位、降低不必要的停电实验和检查修理、降低维护的工作量、减少维护和修理的费用、使检查和修理有了明确的方向从此不用再做出力不讨好的二愣子，从而显著提高电力系统的可靠性和稳定性。电力设备在线监测技术是电力系统的研究方向和趋势。

1.2电力开关设备在线监测技术发展历史

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