隨著電力系統(tǒng)的迅速發(fā)展,對電力設(shè)備的可靠性要求也越來越高。由于成套高壓開關(guān)柜體的密閉性,在一些負(fù)荷較重的地區(qū),開關(guān)柜存在性能參數(shù)超標(biāo)情況。開關(guān)柜的性能超標(biāo),直接影響電氣系統(tǒng)和電力設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行。針對目前高壓開關(guān)柜故障診斷預(yù)警設(shè)計(jì)的不足,本文基于低功耗LoRa和NB-IoT兩種無線通信技術(shù),運(yùn)用OneNet物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)設(shè)計(jì)了一種高壓開關(guān)柜故障檢測與預(yù)警系統(tǒng)。該系統(tǒng)分為監(jiān)測節(jié)點(diǎn)、集中器和監(jiān)控預(yù)警平臺(tái)三部分。監(jiān)測節(jié)點(diǎn)采用溫度、電壓和電流傳感器分別對母線觸點(diǎn)溫度、電壓和電流數(shù)據(jù)進(jìn)行采集,對高壓開關(guān)柜運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行分析,并對異常數(shù)據(jù)發(fā)出報(bào)警提示,并通過長距離LoRa無線傳輸模塊將采集的數(shù)據(jù)發(fā)送至集中器;集中器主要負(fù)責(zé)匯聚眾多底端監(jiān)測節(jié)點(diǎn)傳送的數(shù)據(jù),并進(jìn)行數(shù)據(jù)打包處理后,再通過NB-IoT無線傳輸模塊將匯聚信息發(fā)送至監(jiān)控平臺(tái);監(jiān)控預(yù)警平臺(tái)采用OneNet物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái),接收集中器上傳的運(yùn)行數(shù)據(jù),并具有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、顯示、查詢、預(yù)警等功能。本文對故障檢測系統(tǒng)的軟硬件進(jìn)行了具體設(shè)計(jì),其中監(jiān)測節(jié)點(diǎn)和集中器主控芯片選用STM32F103C8T6單片機(jī),兩種無線通訊模塊分別選用SX1278和BC95射頻芯片,系統(tǒng)各...

【文章頁數(shù)】：93 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 研究內(nèi)容及章節(jié)安排
    1.4 本章小結(jié)
2 高壓開關(guān)柜故障檢測與預(yù)警系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)
    2.1 高壓開關(guān)柜故障機(jī)理
        2.1.1 高壓開關(guān)柜故障類型
        2.1.2 高壓開關(guān)柜發(fā)熱故障分析
    2.2 高壓開關(guān)柜故障檢測與預(yù)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求
    2.3 系統(tǒng)參數(shù)感知器設(shè)計(jì)
    2.4 系統(tǒng)無線傳輸方案設(shè)計(jì)
    2.5 高壓開關(guān)柜故障檢測與預(yù)警系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)
        2.5.1 系統(tǒng)工作過程
        2.5.2 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)
        2.5.3 LoRa網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
    2.6 本章小結(jié)
3 高壓開關(guān)柜故障檢測系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
    3.1 監(jiān)測節(jié)點(diǎn)硬件設(shè)計(jì)
        3.1.1 監(jiān)測節(jié)點(diǎn)硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
        3.1.2 系統(tǒng)控制核心電路設(shè)計(jì)
        3.1.3 LoRa無線通訊模塊設(shè)計(jì)
        3.1.4 數(shù)據(jù)采集電路設(shè)計(jì)
        3.1.5 電源模塊設(shè)計(jì)
        3.1.6 報(bào)警裝置電路設(shè)計(jì)
    3.2 集中器硬件設(shè)計(jì)
        3.2.1 集中器硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
        3.2.2 LoRa通信模塊設(shè)計(jì)
        3.2.3 NB-IoT通訊模塊設(shè)計(jì)
        3.2.4 信號傳輸抗干擾設(shè)計(jì)
    3.3 本章小結(jié)
4 高壓開關(guān)柜故障檢測系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
    4.1 監(jiān)測節(jié)點(diǎn)軟件設(shè)計(jì)
        4.1.1 監(jiān)測節(jié)點(diǎn)主程序設(shè)計(jì)
        4.1.2 數(shù)據(jù)采集端子程序設(shè)計(jì)
        4.1.3 LoRa網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)發(fā)送子程序設(shè)計(jì)
    4.2 集中器軟件設(shè)計(jì)
        4.2.1 集中器主程序設(shè)計(jì)
        4.2.2 LoRa網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)接收子程序設(shè)計(jì)
        4.2.3 NB-IoT網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)發(fā)送子程序設(shè)計(jì)
    4.3 速率自適應(yīng)路由算法及其優(yōu)化
        4.3.1 現(xiàn)有速率調(diào)節(jié)算法及其缺陷
        4.3.2 速率自適應(yīng)算法優(yōu)化
        4.3.3 系統(tǒng)仿真分析
    4.4 物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控平臺(tái)軟件設(shè)計(jì)
    4.5 本章小結(jié)
5 基于支持向量機(jī)的高壓開關(guān)柜故障預(yù)警研究
    5.1 小波包去噪處理
        5.1.1 小波包分析理論
        5.1.2 信號閾值去噪
    5.2 支持向量機(jī)故障預(yù)警
        5.2.1 支持向量機(jī)預(yù)測算法
        5.2.2 高壓開關(guān)柜故障預(yù)警設(shè)計(jì)
    5.3 仿真預(yù)測結(jié)果分析
        5.3.1 預(yù)測結(jié)果分析
        5.3.2 誤差分析
    5.4 本章小結(jié)
6 系統(tǒng)測試和結(jié)果分析
    6.1 系統(tǒng)功能測試
        6.1.1 通信路徑建立
        6.1.2 系統(tǒng)故障報(bào)警測試
        6.1.3 系統(tǒng)預(yù)警測試
        6.1.4 歷史數(shù)據(jù)查詢
    6.2 系統(tǒng)性能測試
        6.2.1 節(jié)點(diǎn)組網(wǎng)和數(shù)據(jù)傳輸測試
        6.2.2 LoRa數(shù)據(jù)傳輸延時(shí)測試
        6.2.3 系統(tǒng)可靠性測試
    6.3 本章小結(jié)
7 總結(jié)和展望
    7.1 總結(jié)
    7.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
作者簡介及讀研期間主要科研成果



本文編號：3807353