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《浙江大学》 2006年
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变压器DGA智能在线监测仪的研究与开发

彭席汉  
【摘要】:变压器是电力系统中重要的电气设备,对其运行状态进行在线的实时监测是预防重大事故发生的有效手段。本论文结合“基于温度场模型及特征提取的大型变压器远程监诊方法与技术的研究”(No:50574814)国家自然基金项目,研究与开发了变压器DGA智能在线监测仪。论文从智能仪器仪表的角度出发,利用嵌入式系统技术、数据采集处理技术、工业以太网总线技术以及GPRS无线网络通信技术,实现了变压器DGA在线监测仪的基本功能:对六种变压器故障特征性气体信号进行采集、处理以及与上位机(监控中心)之间的数据通信,在此基础上,又研究并初步实现了监测仪的在线诊断、在线识别以及在线软件升级等智能化功能。 本论文的主要内容如下: 第一章 介绍了国内外变压器DGA在线监测装置的发展现状,分析了两种已应用于实际生产中的典型产品,论述了变压器DGA在线监测装置的发展趋势,最后,提出了本论文的具体研究内容和目标。 第二章 分析了变压器DGA智能在线监测仪的功能,提出了基于嵌入式监测仪底层平台的模块化设计方案。研究了监测仪数据采集与处理、数字化通信、智能化功能以及监测仪底层平台的实现技术。 第三章 结合监测仪的应用特点,对嵌入式微处理器和嵌入式操作系统做了比较和选择,构建了以嵌入式ARM微处理器S3C4510B为核心的硬件平台和以μC/OS-Ⅱ为嵌入式操作系统的软件平台。分析了保证底层平台稳定、可靠运行的方法,对底层平台进行了测试。 第四章 设计了六种特征性气体信号的采集电路,开发了数据采集、线性化处理的程序。针对半导体气敏传感器对温度以及非目标气体存在的交叉干扰问题,研究了多传感器数据融合的处理算法。 第五章 根据应用场合不同,设计了分别应用工业以太网总线技术和无线GPRS网络技术的两种监测仪通信方式。移植了一个嵌入式TCP/IP协议栈1wIP,开发了监测仪GPRS拨号上网程序。采用MODBUS/TCP应用层协议,设计了通信数据帧的格式,最终实现了监测仪与上位机之间的有效通信。 第六章 研究了监测仪的在线识别、在线软件升级以及在线诊断等智能化功能。在借鉴IEEE 1451标准中有关TEDS格式定义的基础上,实现了监测仪在线识别功能;利用现场通信技术以及Flash编程技术,实现了监测仪在线软件升级功能;而监测仪在线诊中则实现了CPU诊断、RAM诊断、ROM诊断以及数据采集通道诊断。 第七章 对全文进行了总结,并对今后的研究和开发工作提出了展望。
【学位授予单位】:浙江大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:TM406

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