学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

并联电容器在线监控装置的研究与设计

作　者: 肖长河
导　师: 向阳
学　校: 湖南大学
专　业: 电气工程
关键词: 并联电容器嵌入式技术模糊控制汉宁窗傅里叶变换 GPRS通信
分类号: TM76
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
下　载: 137次
引　用: 1次
阅　读: 论文下载

内容摘要

并联电容器是一种在电力系统、工业生产设备中应用十分广泛的电气元件,主要用于补偿电力系统感性负载的无功功率,对于提高电能质量有着举足轻重的作用,是保障电力系统经济安全运行的重要手段,它的安全运行和故障处理非常重要。但在长期运行工作中,由于多种原因,电容器故障屡见不鲜,时有电容器事故发生,为此而采取的策略是“时间基准维修”,以致出现了过多的不必要的停机及维修,耽误无功补偿,甚至因拆卸、组装过多而出现过早损坏,同时也无法及时发现带伤运行的电容器。因此,对电容器进行在线监控,既可提高电力系统运行安全性,又可节省人力、物力,具有重要的现实意义。本文设计了基于嵌入式处理器TMS320F2812、嵌入式操作系统μC/OS-Ⅱ和GPRS无线通信技术,具有并联电容器故障在线监控功能和基于并联电容器无功补偿控制功能的监测终端装置。在电容器故障检测方面,采用加汉宁窗插值的谐波分析法,并对此进行了改进,使得算法更容易在DSP芯片上实现;在无功控制方面,提出了基于模糊最优思想的控制算法;远程通信采用GPRS无线通信方式,以上传电容器参数,为远程服务器分析电容器损坏的原因提供数据依据,当电容器出现故障,以SMS短信方式发送报警信息到相关人员的GSM手机,通知相关人员。其次,本文采用模块化设计方法设计了系统的硬件,详细给出了主控模块电、数据检测模块、通信模块等功能部份的设计方案与硬件电路;深入分析了μC/OS-Ⅱ操作系统的特点,并将其移植到TMS320F2812芯片上,以管理多功能、多任务的监控装置的系统资源;同时根据嵌入式系统多任务的划分原则,对整个监测终端进行多任务的划分,介绍了整个监控装置各个任务的软件设计流程和具体实的现方法。最后,本文讨论了系统采用的调试手段和各种抗干扰措施,同时通过编写独立的测试程序对各硬件模块进行测试,完成软件和硬件的部分功能调试。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-11
第1章绪论  11-16
  1.1 课题背景  11-12
  1.2 电容型设备在线监测技术发展状况及趋势  12-15
    1.2.1 电容型设备在线监测技术发展状况  13-14
    1.2.2 电容型设备在线监测技术发展趋势  14-15
  1.3 本文的主要研究工作  15-16
第2章并联电容器在线监控装置的工作原理  16-36
  2.1 引言  16-17
  2.2 电容器故障判别  17-27
    2.2.1 并联电容器使用技术条件  17-18
    2.2.2 电容器常见故障和检测方法  18-20
    2.2.3 电容器介损与电容值的测量  20-27
  2.3 用于无功补偿的电容器投切算法  27-35
    2.3.1 无功功率及其他电网参数的计算  27-28
    2.3.2 基于模糊最优思想的电容器投切控制策略  28-35
  2.4 本章小结  35-36
第3章 UC/OS-Ⅱ在TMS320F2812 上的移植  36-45
  3.1 嵌入式实时操作系统ΜC/OS-Ⅱ介绍  36-37
  3.2 UC/OS-Ⅱ在TMS320F2812 上的移植  37-44
    3.2.1 编写OS_CPU.H  38-40
    3.2.2 编写OS_CPU_C.C  40-41
    3.2.3 编写OS_CPU_A.ASM  41-44
    3.2.4 配置OS_CFG.H  44
  3.3 本章小结  44-45
第4章并联电容器在线监控装置的硬件设计  45-58
  4.1 并联电容器在线监控装置的硬件构成  45-46
  4.2 主电路模块的设置  46-50
    4.2.1 主控制器TMS320F2812 介绍  46
    4.2.2 电源模块的设计  46-48
    4.2.3 存储模块电路设计  48-49
    4.2.4 人机交互模块的设计  49-50
  4.3 数据检测模块的设计  50-54
    4.3.1 采样信号预处理  51-52
    4.3.2 AD 采样电路  52-53
    4.3.3 频率采集电路  53-54
  4.4 通信模块电路设计  54-56
    4.4.1 电容器监控系统采用GPRS 通信的优点  54
    4.4.2 电容器监控系统采用GPRS 通信的可行性  54-55
    4.4.3 GPRS 的硬件设计  55-56
  4.5 硬件抗干扰设计  56-57
    4.5.1 装置中存在的干扰源  56-57
    4.5.2 装置中硬件抗干扰措施  57
  4.6 本章小结  57-58
第5章并联电容器在线监控装置的软件设计  58-77
  5.1 软件体系结构  58-60
    5.1.1 软件体系结构的选择  58-59
    5.1.2 装置软件组成  59-60
  5.2 软件设计思想  60-63
    5.2.1 任务的划分  60-61
    5.2.2 任务间的同步与数据通信  61-62
    5.2.3 系统时间管理  62-63
  5.3 中间件层软件设计  63-64
  5.4 用户层任务设计  64-74
    5.4.1 主程序设计  64-65
    5.4.2 介损、电容计算及电容器故障判断任务  65-67
    5.4.3 电网参数计算及控制策略判断任务  67-68
    5.4.4 电容器投切任务  68-69
    5.4.5 数据保存任务  69
    5.4.6 GPRS 通信任务  69-71
    5.4.7 显示任务  71-72
    5.4.8 按键输入任务  72-74
  5.5 系统软件的调试  74-76
    5.5.1 应用软件开发平台  74
    5.5.2 软件调试具体实现  74-76
  5.6 本章小结  76-77
总结  77-79
  1. 本文主要研究成果  77
  2. 本文研究工作展望  77-79
参考文献  79-83
致谢  83-84
附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录  84-85
附录B 部分程序源代码  85-86

并联电容器在线监控装置的研究与设计

内容摘要

全文目录

相似论文