本文關鍵詞：基于WSN的井下故障定位系統(tǒng)研究

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【摘要】：目前我國井下供電系統(tǒng)的運行方式大多為中性點經過消弧圈接地,這是因為此種運行方式的供電系統(tǒng)在出現(xiàn)漏電故障的時候,由于具有比較小的接地電流,因而其穩(wěn)定性良好。但是由于井下配電網的布線往往都很復雜,而零序電流檢測節(jié)點的分布卻很分散,因此在故障信號傳輸過程中容易受到井下外部環(huán)境的干擾。傳統(tǒng)的故障檢測模型針對這種小電流信號很難進行高效采集,無法提供準確的故障檢測。本文對于以上問題提出了基于Zigbee技術的井下單相接地漏電故障定位系統(tǒng),此系統(tǒng)具有很高的定位精度以及簡單靈活的特點。通過對發(fā)生單相接地故障時的特征進行分析,再根據零序電流和零序電壓的特點做出單相接地故障的判定,并且根據零序電流增量法對于故障線路進行選線。在DV-Hop算法的基礎上提出了一種加權平均跳距WHDV-Hop定位算法,用以高效快捷地對出現(xiàn)故障的位置進行定位工作。WHDV-Hop算法利用加權平均跳距修正法對節(jié)點間的距離進行計算,并且考慮到了錨節(jié)點之間的路徑差異。WHDV-Hop算法在顯著提升定位精度的同時降低了開銷,并且具有良好的穩(wěn)定性。針對供電系統(tǒng)中的零序電流監(jiān)控裝置功能不完善的問題,將CC2430無線通信模塊以及羅氏線圈相互結合,完成了對于無線電流傳感器節(jié)點和協(xié)調器節(jié)點的軟硬件方面的設計。通過Matlab/Simulink軟件的仿真分析結果表明,此系統(tǒng)可以快速準確地獲取零序電流和零序電壓的數(shù)據信息,從而在復雜的供電線路中完成故障線路的定位,其定位精度也達到了預期的目標。
【關鍵詞】：Zigbee技術 無線傳感器網絡 漏電故障 定能算法
【學位授予單位】：遼寧工程技術大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TD611;TP212.9;TN92
【目錄】：

• 致謝4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 1 緒論10-17
• 1.1 課題的研究背景10-11
• 1.2 國內外井下漏電故障研究現(xiàn)狀11-12
• 1.3 無線傳感器網絡研究現(xiàn)狀12-15
• 1.3.1 無線傳感器網絡體系結構12
• 1.3.2 無線傳感器網絡節(jié)點結構12-13
• 1.3.3 無線傳感器網絡的應用13-15
• 1.4 無線傳感器網絡在供電系統(tǒng)中的研究現(xiàn)狀15-16
• 1.5 本文主要的研究內容16-17
• 2 井下供電系統(tǒng)單相接地漏電故障特征及原理分析17-29
• 2.1 井下供電系統(tǒng)單相接地漏電故障特征17-18
• 2.2 井下供電系統(tǒng)單相接地漏電故障原理分析18-22
• 2.2.1 單相接地故障時的零序電壓20-21
• 2.2.2 單相接地故障時的零序電流21-22
• 2.2.3 單相接地故障時的漏電電流22
• 2.3 常見井下供電系統(tǒng)單相接地故障仿真分析22-29
• 2.3.1 單相直接接地故障仿真分析22-26
• 2.3.2 單相經電阻接地故障仿真分析26-29
• 3 基于無線傳感器網絡的井下單相接地故障定位方案29-41
• 3.1 Zigbee無線傳感器網絡技術29-32
• 3.1.1 Zigbee網絡協(xié)議棧29-30
• 3.1.2 Zigbee網絡拓撲結構30-32
• 3.2 單相接地漏電故障定位原理32-36
• 3.2.1 零序電流增量法故障定位原理32-33
• 3.2.2 Zigbee無線傳感器網絡定位優(yōu)化設計33-36
• 3.3 單相接地故障定位仿真分析36-38
• 3.4 無線傳感器網絡節(jié)點供電模塊設計38-41
• 3.4.1 協(xié)調器節(jié)點供電模塊設計38-39
• 3.4.2 無線電流傳感器節(jié)點供電模塊設計39-41
• 4 改進DV-Hop算法在井下單相接地故障研究41-53
• 4.1 井下定位算法41
• 4.2 定位算法分類41-42
• 4.3 典型的定位算法42-44
• 4.3.1 三邊測量法42-43
• 4.3.2 三角測量法43
• 4.3.3 極大似然估計法43-44
• 4.4 傳統(tǒng)DV-Hop定位算法44-46
• 4.5 改進DV-Hop定位算法46-48
• 4.6 仿真分析48-53
• 5 系統(tǒng)硬件設計與軟件設計53-66
• 5.1 系統(tǒng)總體設計思路53
• 5.2 系統(tǒng)硬件設計53-61
• 5.2.1 無線通信芯片CC2430簡介53-55
• 5.2.2 功率增強模塊設計55-56
• 5.2.3 協(xié)調器節(jié)點硬件設計56-59
• 5.2.4 無線電流傳感器節(jié)點的硬件設計59-61
• 5.3 系統(tǒng)軟件設計61-66
• 5.3.1 Z-Stack協(xié)議棧簡介61-62
• 5.3.2 協(xié)調器節(jié)點模塊的軟件設計62-64
• 5.3.3 無線電流傳感器節(jié)點的軟件設計64-66
• 6 系統(tǒng)測試66-72
• 6.1 構建實驗平臺66-70
• 6.1.1 構建硬件平臺66-67
• 6.1.2 構建軟件平臺67-70
• 6.2 定位精度測試70-72
• 7 結論72-73
• 參考文獻73-76
• 作者簡歷76-78
• 學位論文數(shù)據集78

【參考文獻】

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本文編號：1008583