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雷电监测装置的研究

韩超  
【摘要】:随着人民生活水平的提高,对电力保障的要求越来越高。然而,在供电系统的使用过程中,所发生的大多数事故都是由于雷电造成的。雷电是全世界公认的自然灾害之一。有统计数据表明,雷电灾害对电力设备运行的稳定性和输电线路的正常使用构成极大威胁。雷电与地震一样,在提供预警机制方面困难重重,这就使得日常对雷电灾害的防护尤为重要。建立良好的雷电防护体系,可以很大程度上使雷电灾害带来的危害降低,更好的保护电力系统正常运行的稳定性,减少人力物力的损失,也为人类对自然界的认识和科研工作提供宝贵数据。 本文根据220kV变电站的实际需求,对雷电监测装置进行研究。本文采用柔性罗果夫斯基线圈作为雷电流传感器,利用STM32F407内置的三个十二位的ADC分时复用交替采样,以STM32F407为核心数据处理模块,设计外围峰值检测电路,用无线ZigBee模块组建无线传感器网络,研究一套可以远程监测雷电流参数的装置。为了实验的便利,设计雷电流模拟发生电路,模拟雷电流经过罗氏线圈传感器后的波形,用于实验室的研究利用。在装置研究后期,在实验室现有的条件下对本文所研究的雷电监测装置进行测试,利用雷电模拟发生电路测试了装置对雷电流信号的AD采集、数据处理、无线发送等。 初步测试结果表明,装置的硬件和软件功能基本实现,装置通过ZigBee无线网络的透明传输,将采集到的雷电流参数上传到上位机监测软件。整套装置经初步测试,基本实现预期功能。 从理论分析和实验室测试结果表明:本文所设计雷电监测装置可以通过STM32F407芯片的三重交替采样对雷电流波形进行无失真采样,完整保留雷电参数,通过ZigBee无线网络上传到上位机监测软件,可以进行雷电的实时监测和数据保存,为雷电参数和雷电活跃度的研究积累实验数据。整体装置造价成本低,为后续开发留有接口,可以应用到实际的雷电监测中。


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