| 【中文题名】 | 基于虚拟仪器技术的智能配电防火保护系统 |
| 【英文题名】 | The Intelligent Power Distribution and Fire Prevention System Based on Virtual Instrument Technology |
| 【学科专业】 | 测试计量技术及仪器 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2007-9-27 |
| 【中关键词】 | 电气火灾,漏电保护,配电,防火,虚拟仪器,LabVIEW |
| 【英关键词】 | Electric fire,Residual current protection,Power distribution,Fire prevention,Virtual instrument,LabVIEW, |
| 【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>> |
| 【论文摘要】 |
随着国民经济的发展及人民生活水平的不断提高,生产、生活用电量都急剧增长,但与之配套的电气火灾监测预警装置的研究和应用相对滞后,导致电气火灾频繁发生,给国家的经济建设和人民生命财产造成了巨大损失。
本文简要介绍了电气火灾的现状,指出了传统电气火灾监控设备的不足,在传统的漏电保护器的基础上提出并研制了一种基于虚拟仪器技术的智能配电防火保护系统,论述了系统的构成、特点和工作原理。该系统功能全面,组织结构层次化,并可与传统火灾烟感自动报警系统联动,适用于以220V、380V为工作电压的低压配电领域。系统的设计采用网络化集散监控方案,以现场保护器、数据集中器、上位机相接合的方式实现对电气火灾的有效预防。
现场保护器实现了测量、保护、控制、通讯等功能。通过对三相电压、三相电流、漏电电流等模拟量进行采样和处理后作出判断,输出各种控制和报警信息,同时与数据集中器进行通讯完成远程监控功能。
数据集中器实时监控现场保护器的状态,通过RS-485总线实现与现场保护器通信,通过CAN总线实现与上位机通信。由于通信网络采用了CAN总线与RS.485总线相结合的分层结构,弥补了单独的CAN网络和RS-4... |
| 【论文题纲】 |
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摘要 |
5-7 |
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Abstract |
7-12 |
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第1章 绪论 |
12-18 |
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1.1 电气火灾及其成因 |
12 |
|
1.2 国内外配电防火保护系统的研究现状 |
12-15 |
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1.3 国内外虚拟仪器技术研究现状及发展 |
15-16 |
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1.4 本文的主要工作 |
16-18 |
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第2章 智能配电防火保护系统的构成与工作原理 |
18-32 |
|
2.1 系统总体结构 |
18-19 |
|
2.2 系统功能 |
19-21 |
|
2.3 主要参数定义 |
21-22 |
|
2.4 电量参数计量原理 |
22-26 |
|
2.4.1 计量算法 |
22-25 |
|
2.4.2 数字滤波算法 |
25-26 |
|
2.5 保护原理及实现方法 |
26-32 |
|
2.5.1 保护特性原理 |
26 |
|
2.5.2 三段电流保护 |
26-30 |
|
2.5.3 接地或漏电保护 |
30 |
|
2.5.4 电流不平衡保护 |
30-31 |
|
2.5.5 MCR接通分断及超限跳闸功能 |
31-32 |
|
第3章 现场保护器设计 |
32-63 |
|
3.1 设计原则 |
32-33 |
|
3.2 现场保护器硬件电路设计 |
33-52 |
|
3.2.1 微处理器AT89552 |
33-35 |
|
3.2.2 带串行EEPROM的可编程看门狗定时器 |
35-36 |
|
3.2.3 数据采集模块 |
36-41 |
|
3.2.4 电源模块 |
41-43 |
|
3.2.5 执行控制电路 |
43-46 |
|
3.2.6 串行通信接口电路 |
46-47 |
|
3.2.7 人机交互界面 |
47-51 |
|
3.2.8 自诊断设计 |
51-52 |
|
3.3 现场保护器软件设计 |
52-58 |
|
3.3.1 采样子程序 |
52-53 |
|
3.3.2 保护子程序 |
53-55 |
|
3.3.3 故障处理子程序 |
55-56 |
|
3.3.4 按键中断处理子程序 |
56 |
|
3.3.5 显示子程序 |
56-57 |
|
3.3.6 自检子程序 |
57 |
|
3.3.7 通信中断服务子程序 |
57-58 |
|
3.4 现场保护器抗干扰设计 |
58-63 |
|
3.4.1 硬件抗干扰设计 |
58-60 |
|
3.4.2 软件抗干扰设计 |
60-63 |
|
第4章 数据集中器设计 |
63-80 |
|
4.1 数据集中器的结构和功能 |
63-64 |
|
4.1.1 总体结构 |
63 |
|
4.1.2 监控功能设计 |
63-64 |
|
4.1.3 通信功能设计 |
64 |
|
4.2 数据集中器硬件电路设计 |
64-75 |
|
4.2.1 8 位单片机P89V51RD2 |
66 |
|
4.2.2 外部存储器扩展 |
66-67 |
|
4.2.3 实时时钟电路 |
67-68 |
|
4.2.4 RS-485 总线接口电路 |
68-69 |
|
4.2.5 CAN总线接口电路 |
69-72 |
|
4.2.6 人机交互模块 |
72-75 |
|
4.2.7 声光报警电路 |
75 |
|
4.3 数据集中器软件设计 |
75-80 |
|
4.3.1 CAN总线接口软件设计 |
77-80 |
|
第5章 上位机管理系统设计 |
80-92 |
|
5.1 上位机管理系统总体设计 |
80 |
|
5.2 上位机管理系统的功能 |
80-82 |
|
5.2.1 管理权限分级 |
80-81 |
|
5.2.2 三种监控模式 |
81-82 |
|
5.2.3 报警功能 |
82 |
|
5.2.4 数据记录 |
82 |
|
5.2.5 帮助功能 |
82 |
|
5.3 上位机软件开发平台 |
82 |
|
5.4 软件设计 |
82-92 |
|
5.4.1 系统登陆 |
82-83 |
|
5.4.2 系统操作 |
83-84 |
|
5.4.3 用户管理 |
84-85 |
|
5.4.4 数据集中器的监控 |
85-86 |
|
5.4.5 历史记录及查询 |
86-88 |
|
5.4.6 现场保护器信息设置 |
88-89 |
|
5.4.7 现场保护器参数整定 |
89-92 |
|
结论 |
92-94 |
|
参考文献 |
94-98 |
|
附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录 |
98-99 |
|
致谢 |
99 |
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| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.385689 |