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分布式小电流接地选线及电能质量在线监测系统设计

作　者: 胡兵
导　师: 尹春杰
学　校: 山东大学
专　业: 控制科学与工程
关键词: 分布式小电流接地系统接地选线电容器助增电能质量监测
分类号: TM862
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

供电的可靠性、经济性和优质性是电力系统的三个重要方面[1]。单相接地故障是电力系统中最为常见的故障类型,为了提高供电的可靠性,我国6-35kV配电网大多采用小电流接地方式运行。由于小电流接地系统发生单相接地时故障电流小,因此接地选线问题至今未能得到很好地解决,影响了供电的可靠性。电能质量作为电力系统的一个重要方面,随着非线性负荷的增多,电能质量问题越来越受到供用电单位的重视,因此电能质量的在线监测就显得十分必要。本文设计的LLJ-JDS分布式小电流接地选线及电能质量在线监测系统,采用分布式网控架构,以32位DSP为硬件平台,将传统选线法与电容助增法相结合,就地选线与集中选线相结合,不仅有效地解决了小电流接地选线问题,而且兼顾了电能质量在线监测功能,满足了供用电部门的迫切需求,具有很好实用性和经济效益。本文首先介绍了小电流接地选线与电能质量监测问题的研究现状及相关标准。分析了中性点不接地和中性点经消弧线圈接地系统单相接地的故障特征,深入分析了电容器助增选线方法。详细介绍了电能质量监测装置的技术要求以及电能质量的基本算法。在此基础上,给出了LLJ-JDS系统的总体方案设计,并着重介绍了系统终端装置的硬件与软件设计。最后,结合系统的工程应用和型式试验情况,对LLJ-JDS系统进行了总结与展望。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-6
目录  6-8
第一章绪论  8-15
  1.1 课题的研究背景  8-9
    1.1.1 小电流接地选线的研究背景  8
    1.1.2 电能质量监测的研究背景  8-9
  1.2 课题研究的技术现状  9-12
    1.2.1 小电流接地选线的研究现状  9-11
    1.2.2 电能质量监测的研究现状  11-12
  1.3 本文所作的工作  12-15
    1.3.1 系统的主要功能  13
    1.3.2 本文的主要内容  13-15
第二章小电流接地选线问题研究  15-27
  2.1 小电流接地选线行业标准  15-17
    2.1.1 试验电路  15-16
    2.1.2 选线功能试验要求  16-17
  2.2 小电流接地系统接地故障分析  17-21
    2.2.1 中性点不接地系统单相接地故障分析  18-20
    2.2.2 中性点经消弧线圈接地系统单相接地故障分析  20-21
  2.3 小电流接地选线常用方法的原理及优缺点  21-23
  2.4 电容器助增法的提出  23-27
    2.4.1 电容器助增法的基本原理  24-25
    2.4.2 对称性电容器助增法  25
    2.4.3 非对称性电容器助增法  25
    2.4.4 两种方法的比较  25-27
第三章电能质量在线监测问题研究  27-38
  3.1 电能质量国家标准  27-29
  3.2 电能质量监测设备通用技术要求  29-31
    3.2.1 测量允许误差限  29-30
    3.2.2 检定方法  30-31
  3.3 傅里叶变换  31-33
    3.3.1 离散傅里叶变换(DFT)  31
    3.3.2 快速傅里叶变换(FFT)  31-33
  3.4 LLJ-JDS系统电能质量的检测原理  33-38
    3.4.1 频率检测与跟踪  34-35
    3.4.2 基波及谐波有效值检测  35
    3.4.3 三相功率检测  35-36
    3.4.4 功率因数检测  36
    3.4.5 三相不平衡度检测  36-37
    3.4.6 电压波动  37-38
第四章系统概述  38-41
  4.1 系统结构  38-39
  4.2 系统功能  39-40
  4.3 系统构成  40-41
    4.3.1 LLJMCC系列网络总控装置  40
    4.3.2 LLJJD320分布式小电流接地选线及电能质量监测装置  40
    4.3.3 LJC335A/ZX助增电容器组保护测控装置  40-41
第五章硬件设计  41-48
  5.1 CPU的选取  41
  5.2 硬件结构  41-43
  5.3 插件设计  43-48
    5.3.1 CPU主板  43-44
    5.3.2 模拟量输入与调理板  44-45
    5.3.3 开关量输入输出板  45-46
    5.3.4 电源板  46-47
    5.3.5 人机界面板  47-48
第六章软件设计  48-59
  6.1 CCS集成开发环境  48
  6.2 主要功能逻辑  48-51
  6.3 显示界面设计  51-53
    6.3.1 根界面  51-52
    6.3.2 主菜单界面  52-53
  6.4 主要程序设计  53-59
    6.4.1 主程序  53-55
    6.4.2 定时器中断服务程序  55-57
    6.4.3 FFT变换程序  57-59
第七章工程应用与型式试验  59-69
  7.1 选线装置的安装  59-61
    7.1.1 电压回路的接线  59
    7.1.2 电流回路的接线  59-61
  7.2 零序电流互感器的安装  61-62
  7.3 现场运行情况  62-63
  7.4 型式试验  63-69
    7.4.1 基本功能检验  64-65
    7.4.2 电气性能检验  65-66
    7.4.3 电磁兼容检验  66-68
    7.4.4 型式试验中遇到的问题以及解决办法  68-69
第八章结论与展望  69-71
  8.1 结论  69
  8.2 展望  69-71
参考文献  71-76
致谢  76-77
学位论文评阅及答辩情况表  77

分布式小电流接地选线及电能质量在线监测系统设计

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