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智能配电网络监测终端的设计

作者：杨蕾 Publish: 2007-8-17 Hits:-

【中文题名】

智能配电网络监测终端的设计

【英文题名】

The Design of Intelligent Distribution Monitoring Terminal

【学科专业】

电路与系统

【论文级别】

硕士论文

【投稿时间】

2007-8-17

【中关键词】

配电网,配电自动化,监测终端,软件校准,电磁兼容,

【英关键词】

distribution automation,distribution transformer,distribution monitoring terminal,software calibration,Electro magnetic compatibility （EMC） design,

【分类导航】

工业技术>电工技术>输配电工程、电力网及电力系统>电力系统的自动化>遥远测量与遥远控制>

【论文摘要】

在电力供配电系统中，配电变压器是将电压直接分配给低压用户的电力设备，数量多且应用普遍。实时地监测配电变压器运行中的各种参数，及时地发现配电变压器运行中出现的异常情况并加以控制和解决，对于电网稳定、优化运行具有十分重要的意义。本文根据我国配网现状及配电自动化的需求，在分析国内外配电监测终端研究与发展状况的基础上，针对目前配电监测终端在成本、精度、通讯和可靠性等方面存在的问题，提出了一种采用以“数据处理和通信模块”为主，外加“采集计量模块”的配电变压器智能监测终端设计方案，并完成了样机的制作与调试。本文的主要工作表现在以下几个方面：首先，根据配电变压器监测终端的组成结构与工作原理，分析了配电变压器监测终端的设计目标、功能需求以及性能需求，提出了一种采用32位单片机AT91SAM7S256为控制核心，高精度电能测量芯片ATT7022B为数据采集核心的配变监测终端设计方案。其次，在硬件电路设计方面，将整机按功能分为主控板、电能表模块、基板三个部分，对各部分功能模块的原理与设计进行了详细的介绍，着重研究了表模块数据采集电路的原理和整机的硬件抗干扰措施。然后，在...

【论文题纲】

中文摘要	4-5
Abstract	5-9
第一章绪论	9-18
1.1 课题背景	9-12
1.1.1 我国配电网现状	9
1.1.2 配电系统自动化的定义	9-10
1.1.3 配电自动化系统的结构	10
1.1.4 配电变压器监测的重要性	10-12
1.2 国内外配电监测技术的发展及研究现状	12-15
1.2.1 电测量技术的发展	12-13
1.2.2 配电监测终端的应用现状	13-14
1.2.3 配电监测终端的发展趋势	14-15
1.3 课题提出及意义	15-16
1.4 本文的主要内容与结构	16-18
第二章系统总体设计	18-24
2.1 配电自动化系统的组成结构	18-19
2.2 配变监测系统工作原理	19-20
2.3 配电监测终端设计需求	20-22
2.3.1 设计目标	20
2.3.2 功能需求	20-21
2.3.3 性能参数	21-22
2.4 配电监测终端总体方案	22-24
第三章主控电路设计与实现	24-37
3.1 主控板总体结构	24
3.2 主控模块电路设计	24-27
3.2.1 AT91SAM7S256简介	24-25
3.2.2 铁电存储器	25-26
3.2.3 总线扩展	26-27
3.2.4 串口扩展	27
3.3 开关量检测与控制模块	27-29
3.3.1 开关量采集电路	28
3.3.2 开关控制电路	28-29
3.4 人机交互	29-31
3.4.1 按键控制	29-30
3.4.2 显示部分	30-31
3.5 通讯模块	31-32
3.5.1 RS485通讯	31-32
3.5.2 GPRS通讯	32
3.6 电源模块	32-34
3.7 硬件抗干扰设计	34-37
3.7.1 供电系统的抗干扰措施	34-35
3.7.2 传输通道的抗干扰	35
3.7.3 PCB抗干扰设计	35-37
第四章电能表模块的设计与实现	37-50
4.1 电能表模块总体结构	37
4.2 三相电能计量芯片ATT7022B	37-44
4.2.1 ATT7022B性能简介	37-38
4.2.2 ATT7022B引脚描述	38-39
4.2.3 ATT7022B功能概述	39-40
4.2.4 ATT7022B数据处理原理	40-43
4.2.5 ATT7022B软件校表原理	43-44
4.3 交流信号转换电路	44-46
4.3.1 电流采样输入方案	44-45
4.3.2 电压采样输入方案	45
4.3.3 抗混叠滤波器	45-46
4.4 数据采集与处理电路	46-47
4.5 表模块硬件抗干扰措施	47-50
4.5.1 表模块与外部接口的抗干扰措施	47-48
4.5.2 SPI接口抗干扰措施	48
4.5.3 其他信号线抗干扰措施	48
4.5.4 表模块的PCB设计	48-50
第五章系统软件设计	50-67
5.1 系统软件总体设计	50
5.2 表模块串行通信协议设计	50-54
5.2.1 串行通信协议的总体设计思想	50-51
5.2.2 应用层协议	51-52
5.2.3 数据链路层协议	52-54
5.2.4 异步串行通信协议	54
5.3 单片机部分程序设计	54-62
5.3.1 主程序及中断程序设计	54-56
5.3.2 表模块初始化程序	56
5.3.3 ATT7022B复位程序	56-58
5.3.4 SPI通讯程序设计	58-59
5.3.5 参数采集程序及计量数据发送程序设计	59-60
5.3.6 校准程序设计	60-61
5.3.7 Flash读写程序设计	61-62
5.4 计算机软件校表平台的设计	62-67
5.4.1 总体设计思想	62-63
5.4.2 串口通讯	63-64
5.4.3 界面设计	64-67
第六章系统性能测试	67-77
6.1 系统精度修正	67-69
6.2 电磁兼容测试	69-74
6.2.1 静电放电抗扰度试验	69-70
6.2.2 电快速瞬变脉冲群抗扰度试验	70-72
6.2.3 浪涌(冲击)抗扰度试验	72
6.2.4 阻尼振荡抗扰度试验	72-73
6.2.5 射频电磁场辐射抗扰度试验	73
6.2.6 电压暂降、短时中断和电压变化的抗扰度试验	73-74
6.2.7 电磁抗扰度试验小结	74
6.3 高低温环境测试	74-77
第七章结果与展望	77-79
7.1 本课题取得的成果	77
7.2 进一步的研究工作	77-79
附录	79-83
参考文献	83-86
在校期间发表的论文	86-87
致谢	87

【DOI】

LunWen.ID:2.2008.384674



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