本文關(guān)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(guó)井下供電系統(tǒng)的運(yùn)行方式大多為中性點(diǎn)經(jīng)過(guò)消弧圈接地,這是因?yàn)榇朔N運(yùn)行方式的供電系統(tǒng)在出現(xiàn)漏電故障的時(shí)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(wǎng)的布線往往都很復(fù)雜,而零序電流檢測(cè)節(jié)點(diǎn)的分布卻很分散,因此在故障信號(hào)傳輸過(guò)程中容易受到井下外部環(huán)境的干擾。傳統(tǒng)的故障檢測(cè)模型針對(duì)這種小電流信號(hào)很難進(jìn)行高效采集,無(wú)法提供準(zhǔn)確的故障檢測(cè)。本文對(duì)于以上問(wèn)題提出了基于Zigbee技術(shù)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(jiǎn)單靈活的特點(diǎn)。通過(guò)對(duì)發(fā)生單相接地故障時(shí)的特征進(jìn)行分析,再根據(jù)零序電流和零序電壓的特點(diǎn)做出單相接地故障的判定,并且根據(jù)零序電流增量法對(duì)于故障線路進(jìn)行選線。在DV-Hop算法的基礎(chǔ)上提出了一種加權(quán)平均跳距WHDV-Hop定位算法,用以高效快捷地對(duì)出現(xiàn)故障的位置進(jìn)行定位工作。WHDV-Hop算法利用加權(quán)平均跳距修正法對(duì)節(jié)點(diǎn)間的距離進(jìn)行計(jì)算,并且考慮到了錨節(jié)點(diǎn)之間的路徑差異。WHDV-Hop算法在顯著提升定位精度的同時(shí)降低了開(kāi)銷(xiāo),并且具有良好的穩(wěn)定性。針對(duì)供電系統(tǒng)中的零序電流監(jiān)控裝置功能不完善的問(wèn)題,將CC2430無(wú)線通信模塊以及羅氏線圈相互結(jié)合,完成了對(duì)于無(wú)線電流傳感器節(jié)點(diǎn)和協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)的軟硬件方面的設(shè)計(jì)。通過(guò)Matlab/Simulink軟件的仿真分析結(jié)果表明,此系統(tǒng)可以快速準(zhǔn)確地獲取零序電流和零序電壓的數(shù)據(jù)信息,從而在復(fù)雜的供電線路中完成故障線路的定位,其定位精度也達(dá)到了預(yù)期的目標(biāo)。
【關(guān)鍵詞】：Zigbee技術(shù) 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò) 漏電故障 定能算法
【學(xué)位授予單位】：遼寧工程技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：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(guó)內(nèi)外井下漏電故障研究現(xiàn)狀11-12
• 1.3 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)研究現(xiàn)狀12-15
• 1.3.1 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)12
• 1.3.2 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)12-13
• 1.3.3 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用13-15
• 1.4 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)在供電系統(tǒng)中的研究現(xiàn)狀15-16
• 1.5 本文主要的研究?jī)?nèi)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(shí)的零序電壓20-21
• 2.2.2 單相接地故障時(shí)的零序電流21-22
• 2.2.3 單相接地故障時(shí)的漏電電流22
• 2.3 常見(jiàn)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(jīng)電阻接地故障仿真分析26-29
• 3 基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的井下單相接地故障定位方案29-41
• 3.1 Zigbee無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)29-32
• 3.1.1 Zigbee網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧29-30
• 3.1.2 Zigbee網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)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(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)定位優(yōu)化設(shè)計(jì)33-36
• 3.3 單相接地故障定位仿真分析36-38
• 3.4 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)供電模塊設(shè)計(jì)38-41
• 3.4.1 協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)供電模塊設(shè)計(jì)38-39
• 3.4.2 無(wú)線電流傳感器節(jié)點(diǎn)供電模塊設(shè)計(jì)39-41
• 4 改進(jìn)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(lèi)41-42
• 4.3 典型的定位算法42-44
• 4.3.1 三邊測(cè)量法42-43
• 4.3.2 三角測(cè)量法43
• 4.3.3 極大似然估計(jì)法43-44
• 4.4 傳統(tǒng)DV-Hop定位算法44-46
• 4.5 改進(jìn)DV-Hop定位算法46-48
• 4.6 仿真分析48-53
• 5 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)與軟件設(shè)計(jì)53-66
• 5.1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)思路53
• 5.2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)53-61
• 5.2.1 無(wú)線通信芯片CC2430簡(jiǎn)介53-55
• 5.2.2 功率增強(qiáng)模塊設(shè)計(jì)55-56
• 5.2.3 協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)硬件設(shè)計(jì)56-59
• 5.2.4 無(wú)線電流傳感器節(jié)點(diǎn)的硬件設(shè)計(jì)59-61
• 5.3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)61-66
• 5.3.1 Z-Stack協(xié)議棧簡(jiǎn)介61-62
• 5.3.2 協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)模塊的軟件設(shè)計(jì)62-64
• 5.3.3 無(wú)線電流傳感器節(jié)點(diǎn)的軟件設(shè)計(jì)64-66
• 6 系統(tǒng)測(cè)試66-72
• 6.1 構(gòu)建實(shí)驗(yàn)平臺(tái)66-70
• 6.1.1 構(gòu)建硬件平臺(tái)66-67
• 6.1.2 構(gòu)建軟件平臺(tái)67-70
• 6.2 定位精度測(cè)試70-72
• 7 結(jié)論72-73
• 參考文獻(xiàn)73-76
• 作者簡(jiǎn)歷76-78
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集78

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1008583