电网系统对接地电阻的智能测量

论文编号:JD598 论文字数:28017,页数:62

电力网系统对接地电阻的智能测量

摘  要：本文阐述了电力系统接地电阻测量的意义与必要性，指出传统测量方法所存在的问题，阐述了接地电阻测试原理和方法，讨论了一种克服了传统方法缺点的电力网接地电阻的智能测试的新方法--智能激励与频谱分析的方法，组建了一实际的基于MCS.51单片机控制处理的接地电阻的自动、实时、在线的测试系统。并阐明了硬件系统和软件系统的设计思想和实现方法。
采用信号激励、将信号从时域变换到频域用FFT算法分离被测信号基波，提高了接地电阻测试精度和灵活性，从而实现一种既不影响供电系统正常工作又可以提高测量精度的设计思想和智能系统构成的方法。它在电力系统中具有较大的应用价值。
整个系统在硬件上采用数字信号处理技术，锁相同步数据采集技术完成对电流、电压信号的测量，采用信号激励技术即对于电流近乎于零的情况添加辅助完成测量任务的电流激励源，采用RSC-232接口将数据传送到上位机。
整个系统在软件设计上采用系统自检验算法保证测量通道可用，采用硬件软化技术--软件锁相环技术，达到对外部信号频率的跟踪，给出频率为电网工频128倍的采样控制信号：直接数字频率合成技术(DDFS)将基波参数表转换成需要的电流信号，采用FFT变换及基波幅度的计算方法得到被测电流、电压基波幅度和电阻大小。
根据模拟电力网中性线上电流、电压的实验测试结果，表明该测量系统的性能基本达到了系统设计的要求，具有比传统测试方法高的准确性和灵活性，为实用的系统设计提供了必要的依据和基础条件。
关键词：接地电阻、信号激励、FFT算法、DDFS、单片机

Measurement of grounding resistor of
electric power system

Abstract：The paper describes the significance and necessity of measurement of grounding resistor of electric power system. It points out the shortcomings of traditional method. In  order to overcome the disadvantage of it, we try to use a new method to measure grounding resistor intelligently , which add current power to measure and frequency analyse to get the result. We set up an automatic ,real-time ;online practical system based-on MCS-51 single chip control and disposal, it can get the radical waveform by FFT, which change signals from real field to frequency field .The system improve the precision and agility of grounding resistor testing. It makes a way come true that does not affect normal working of power system and improve measurement precision .It will bring great application value in electric power system.
     The system hardware makes use of digital signal processing technique, synchronic data sampling technique to get the samples of current and voltage. Add current power to assist the measurement when current of neutral almost zero. Transmit data to PC by RSC-232 interface .
     Its software uses system self-detecting algorithm to assure measurement channel .It uses softening hardware technique software synchronic data sampling to trace the frequency of exterior signal, in other words , it gives sampling control signals 128 times of power net's frequency .It uses Direct Digital Frequency Synthetics (DDFS) algorithm to transform radical sine waveform parameter table into needed current. It uses FFT algorithm to get radical waveform altitude of current ,voltage and resistor .
     The system simulator and experimental results show the system reaches design request . The result also demonstrate the correctness and feasibility of the methods in the paper. It provides a practical application system with requisite gist and foundational condition.
Keywords: Grounding resistor、signal power、Fast fourier transforms (FFT)、Direct Digital Frequency Synthetics(DDFS)、singlechip

目录
摘  要 I
Abstract II
前言 III
第1章  绪论 1
1.1 引言 1
1.2 接地电阻的测量的关键技术 1
1.3 国内外对电网接地电阻测试的现状与前景展望 3
1.4 课题的研究内容 3
第2章  智能测量系统的总体构思 4
2.1 总体构思 4
2.2 框图与各模块功能 4
第3章  测试原理与技术 7
3.1 系统的测量方法 7
3.2 信号激励源设计与控制 7
3.3 采用DDFS方法产生激励源控制信号 10
3.4 硬件软化技术：软件锁相环技术 12
3.4.1基本原理 12
第4章 硬件系统的设计与组建 21
4.1 MCS-51系统模块的硬件设置 21
4.2激励信号源的硬件设计 30
4.3外围接口模块的硬件设计 32
第5章  测试系统软件的设计思想与方法 33
5.1系统软件的设计思想 33
5.2 系统软件实现的功能 33
5.3系统软件设计方法及流程 33
结束语 44
参 考 文 献 45
致  谢 46
附录1 系统电路原理图 47
附录2 程序清单 48