【摘要】：過(guò)去的2015年,全球電網(wǎng)技術(shù)發(fā)展迅速,逐步形成了一種將信息技術(shù)、控制技術(shù)、通信技術(shù)與發(fā)電、輸電、用電幾個(gè)環(huán)節(jié)相結(jié)合的趨勢(shì)。箱式變電站因?yàn)槠潇`活方便、自動(dòng)化水平高、綜合性強(qiáng)、占地面積小等優(yōu)點(diǎn)受到相關(guān)部門(mén)的重視。研制開(kāi)發(fā)一種低成本、功能多、操作簡(jiǎn)單、方便快捷的箱式變電站監(jiān)控系統(tǒng)勢(shì)在必行。本文分析了國(guó)內(nèi)外箱式變電站的研究與發(fā)展現(xiàn)狀,在研究其結(jié)構(gòu)布局和電氣原理的基礎(chǔ)上,將箱式變電站內(nèi)部采集系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、調(diào)節(jié)系統(tǒng)與GPRS通信技術(shù)相結(jié)合,設(shè)計(jì)了一種基于GPRS的箱式變電站監(jiān)控系統(tǒng)。考慮到性能和成本,硬件設(shè)計(jì)上采用STC12C5A60S2作為主控芯片,結(jié)合專(zhuān)用計(jì)量芯片ATT7022B設(shè)計(jì)電力參數(shù)采集計(jì)量模塊,同時(shí)設(shè)計(jì)開(kāi)關(guān)量輸入輸出模塊、時(shí)鐘模塊、人機(jī)界面模塊、存儲(chǔ)模塊、溫濕度采集模塊、4-20mA模擬變送輸出模塊,并以GPRS模塊為傳輸媒介實(shí)現(xiàn)箱式變電站監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。為保證系統(tǒng)的穩(wěn)定和安全,還給出了硬件抗干擾設(shè)計(jì)。在硬件設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上,軟件設(shè)計(jì)主要完成了對(duì)電力參數(shù)的采集和校準(zhǔn),并通過(guò)運(yùn)算和分析得到相應(yīng)的電能質(zhì)量參數(shù)供后臺(tái)管理和決策;實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)量的監(jiān)控,從而達(dá)到對(duì)箱式變電站內(nèi)部的電力設(shè)備、風(fēng)機(jī)、報(bào)警器等的遠(yuǎn)程調(diào)節(jié)與監(jiān)控;結(jié)合D/A轉(zhuǎn)換器的軟件設(shè)計(jì)和恒流源電路實(shí)現(xiàn)模擬變送輸出;除此以外,還對(duì)環(huán)境溫濕度監(jiān)測(cè)、事件記錄、人機(jī)界面等進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)。并通過(guò)GPRS模塊結(jié)合TCP/IP協(xié)議實(shí)現(xiàn)與上位機(jī)實(shí)時(shí)通信,將電參量和非電參量信息傳遞給監(jiān)控中心。最后課題在軟硬件聯(lián)調(diào)的基礎(chǔ)上對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試與分析,實(shí)驗(yàn)結(jié)果符合預(yù)期要求,系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)四遙功能,達(dá)到低成本、無(wú)人值守、自動(dòng)化管理的設(shè)計(jì)要求。
【學(xué)位授予單位】：南京林業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TM63;TP277
【圖文】：

圖 2-2 箱式變電站外觀示意圖Fig.2-2 Picture of prefabricated substation’s appearance高壓室、變壓器室和低壓室三部分組成。下面對(duì)本課題介紹：高壓室（10KV）壓室通常設(shè)置高壓進(jìn)線(xiàn)柜和高壓出線(xiàn)柜[15]。高壓電纜，然后連接到變壓器的高壓端形成一個(gè)單獨(dú)的封閉空關(guān)選用高性能的集真空滅弧、儲(chǔ)能操作、合分閘動(dòng)作VTL 型系列真空斷路器。它是箱變中重要的控制設(shè)備，是電網(wǎng)實(shí)施控制的重要元件。隔離開(kāi)關(guān)選用 GN30-12的真空斷路器的區(qū)別在于隔離開(kāi)關(guān)不具有滅弧裝置，在電路中設(shè)定穩(wěn)定的絕緣間隙，確保工作人員和電力改變?cè)O(shè)備連接方式，投切小電流設(shè)備或分合小電流電電壓比為 100/1，電流互感器選用 LZZBJ9-10 型號(hào)，電按嚴(yán)格的比例關(guān)系轉(zhuǎn)換成可以進(jìn)行測(cè)量的低電壓和小測(cè)量。除此以外，還配有 DXN-Q 型號(hào)的帶電顯示器XRNP-12/0.5A）和避雷器(HY5WS-17/45)作為變壓器

圖 4-2 STC12C5A60S2 系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖Fig.4-2 The STC12C5A60S2 system structure diagram60S2 內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖所示，包含 CPU、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、定時(shí)/計(jì)塊、PWM/PCA 模塊、看門(mén)狗模塊、兩路全雙工串口、SPI 接STC12C5A60S2 具有一般 51 單片機(jī)擁有的功能，并且從性先其內(nèi)部具有 8 路 10 位 A/D 轉(zhuǎn)換，且擁有高速轉(zhuǎn)換性能。兩個(gè)完全兼容傳統(tǒng) 51 單片機(jī)的定時(shí)器和計(jì)數(shù)器功能，另外能，又可以用作 PWM。STC12C5A60S2 內(nèi)部集成看門(mén)狗電具備低壓檢測(cè)功能。從存儲(chǔ)容量上講，芯片本身?yè)碛?1k 的SHROM，為系統(tǒng)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和改寫(xiě)提供了豐富的存儲(chǔ)容量60S2 是控制系統(tǒng)的核心。經(jīng)過(guò)分析，該芯片 I/O 口數(shù)量完作為本系統(tǒng)的主控芯片。其主要完成如下任務(wù)：參數(shù)的讀�。恍１�；感器采集數(shù)據(jù)；并控制開(kāi)關(guān)量；

采集計(jì)量部分計(jì)量部分的主要任務(wù)是利用專(zhuān)用計(jì)量芯片完成對(duì)電壓號(hào)處理、依據(jù)算法進(jìn)行各種電力參數(shù)的運(yùn)算。因而專(zhuān)的準(zhǔn)確性和可靠性有著很大的影響。當(dāng)前主流的電能南非微電子系統(tǒng)公司的 SA9904B，美國(guó) ADI 公司的 ，選擇 ATT7022B 專(zhuān)用計(jì)量芯片用于本系統(tǒng)的電力參B 芯片介紹本系統(tǒng)中負(fù)責(zé)電力參數(shù)的采集和計(jì)量功能。該芯片集成強(qiáng)的開(kāi)發(fā)性。該芯片不局限于單一的連線(xiàn)，既可以用于線(xiàn)制設(shè)計(jì)。其采樣功能基于內(nèi)部集成的七路二階 路負(fù)責(zé)三相電流的采樣，還有一路起零線(xiàn)電流的作用功率、相角、電能等多種電力參數(shù)，完全滿(mǎn)足系統(tǒng)對(duì)22B 支持軟件校表，可以通過(guò)電能脈沖輸出 CF1、C接標(biāo)準(zhǔn)儀表進(jìn)行校正。ATT7022B 可以通過(guò) SPI 接口]。

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2745594