【正文】 } void InitAD(void) //0 路 AD 轉(zhuǎn)換初始化 { ATD0CTL1=0x10。 //SCI 波特率 =SCI 模塊時(shí)鐘 /(16*BR) SCI0BDL=0xa0。 DDRP_DDRP1 =1。 //按鍵接在 PE0， PE2， PE3， DDRJ_DDRJ0 =1。 DDR1AD0_DDR1AD06 =1。 DDR0AD0_DDR0AD06 =1。 //DAC081S101 DDRK_DDRK1 =1。 //IRQ,連接在 PE0 INT_CFDATA1 = 0x00。 //do nothing OC7M_OC7M7= 0。 //enable interupt channel 0 PITCFLMT_PITE=1。 //ch0 連接到時(shí)基 0 PITMTLD0=255。 //engage PLL to system。 //BUS CLOCK=64M 湖南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 XXXVI 頁 _asm(nop)。 REFDV=0x80 | 0x01。 } /***************************************************************/ C． 單片機(jī)硬件初始化程序 /****************************.h 文件 ****************************/ ifndef _HARDWARE_H define _HARDWARE_H extern void HardwareInit(void)。i0。 uchar table1[14]=。 uint global_variable3=0。 uchar alarm_flag = 0。 uint time_a = 1。 extern uchar table1[14]。 extern uint global_variable2。 extern uchar alarm_flag。 //脈沖計(jì)數(shù) extern uint time_a。 在這里同時(shí)要感謝在我論文期間給過我很大幫助的 申晨師兄 ，他對(duì)我們嚴(yán)格要求，又悉心關(guān)懷。 2. 由于 GSM 安裝的地方一般都有光照，可以研發(fā)一套太陽能供電系統(tǒng)，從而從根本上解決供電問題。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)階段我做過很多嘗試和實(shí)驗(yàn)，最終選擇了目前這套方案，從上一章實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看得出來，實(shí)際上局部放電情況沒有我在實(shí)驗(yàn)室做測(cè)試時(shí)復(fù)雜，利用本套系統(tǒng)對(duì)高壓GIS 局部放電進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)能夠達(dá)到預(yù) 期效果。由于實(shí)驗(yàn)室， GIS 工裝是通了非常高的電壓，周圍有一定危險(xiǎn)，許繼公司的工作人員不允許我們?nèi)诉M(jìn)入 GIS 工裝 10 米以內(nèi)的區(qū)域，所以我們無法親自測(cè)量每個(gè)模塊的波形，但是我們通過手機(jī)錄像，得到了有局放發(fā)生時(shí) 檢波輸出和脈沖累加器的計(jì)數(shù)值，分別如圖 和圖 圖 工廠實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)圖 圖 工廠實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)圖 天線 GIS 工裝 電纜，另一頭接著天線 實(shí)驗(yàn)裝置 湖南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 XXVI 頁 圖 檢波輸出圖形 圖 脈沖累加器計(jì)數(shù)值 脈沖累加器的計(jì)數(shù) 湖南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 XXVII 頁 從圖 可以看出檢波輸出的波形，脈沖持續(xù)時(shí)間到達(dá) 600ns,最大值，最小值 ，而我設(shè)定比較器參考電壓為 3V。如改變 DA_VALUE 的值時(shí)，短信內(nèi)容為： XXXXXXXXXXXXDA。在 PIT 每 20ms 就會(huì) 產(chǎn)生的中斷函數(shù)中讀取脈沖累加的計(jì)數(shù)值， ，而且如果 GIS 局放一旦發(fā) 生，則就會(huì)一直發(fā)生，程序中設(shè)置了要連續(xù)檢測(cè)到局放發(fā)生一定次數(shù)后才會(huì)發(fā)出局放發(fā)生的警告，從而降低由于偶然干擾導(dǎo)致誤測(cè)的可能性。讀 完 短 信 后 刪 除 ， 防 止S I M 卡 內(nèi) 存 爆 滿a l a r m _ f l a g 是否 等 于 1通 過 G S M 發(fā) 出 局 放已 經(jīng) 發(fā) 生 的 警 告YNU A R T 串 口 接 收 中斷 ， 接 收 G S M 給 單 片機(jī) 發(fā) 送 的 信 息接 收 完 畢 ， 此次 中 斷 結(jié) 束警 告 是 否 發(fā)出NY警 告 是 否發(fā) 出NY 圖 軟件流程圖 湖南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 XXI 頁 數(shù)據(jù) 分析及 處理 本套系統(tǒng)需要處理的數(shù)據(jù)主要有 AD 采樣電池電壓值，脈沖累加器對(duì)局放脈沖的計(jì)數(shù)值以 及 GSM 接收到的短信內(nèi)容。 圖 主控板 PCB 板頂層 圖 主控板 PCB 板底層 湖南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 XVII 頁 圖 GSM 模塊 PCB 板頂層 圖 GSM 模塊 PCB 板底層 為了確保板層間的低阻抗連接，可以將上下層地平面通過過孔連接到一起。由于 GSM 需要一個(gè) 3V和一個(gè) 4V 電壓供電，此款芯片是個(gè)很好的 選擇，其電路圖如圖 所示。C，內(nèi)含靜態(tài)電流降低電路 、 電流限制 、 過壓保護(hù) 、 電池反接和反插入 保護(hù)電路，其電路圖如圖 所示。 湖南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 XIII 頁 表 MC9S12XS128 單片機(jī)不同封裝對(duì)應(yīng)的引腳及其數(shù)量 我選用的 112 引腳的（因?yàn)橹坝惺褂眠^這款芯片，手頭有剩余，其實(shí) 64腳也足夠滿足本套系統(tǒng)的需求），主要使用到單片機(jī)的 SCI 模塊， AD 模塊， 脈沖累加器， PIT 模塊， IO 口等模塊。下圖 是 其 電路圖 湖南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 XII 頁 圖 GSM 模塊電路圖 其有幾個(gè)重要的地方， J1是天線， J2是 SIM 卡座， P1 是接 紐扣電池，給芯片臨時(shí)供電的（本套系統(tǒng)可以不要的） ， P6 是 一步串口 通信引腳，接單片機(jī) 串行通信腳， S1 是模塊正常工作有休眠的轉(zhuǎn)換按鈕， U3 是 TVS，起過壓保護(hù) ,此外該模塊要求一個(gè) 3V 和一個(gè) 4V 電源供電 單片機(jī) 系統(tǒng) 本套系統(tǒng) 選用了 MC9S12XS128 單片機(jī)作為主控芯片。 此外為了讓 比較器的參考電壓能夠任意調(diào)節(jié)，我 用了 TI 公司的一款 DA 芯片DAC081S101， 改款芯片可以 — 供電，采用串行通信，只要設(shè)置相關(guān)寄存器，就能輸出預(yù)定的電壓值 ，其電路圖如圖 圖 DA 芯片電路圖 1腳是輸出腳，作為比較器的參考電壓輸入； 2腳是地腳； 3 腳為電源輸入腳，本系統(tǒng)采用 5V供電； 4,5,6 腳為串行通信腳，接單片機(jī)。 圖 檢波電路 比較器 檢波后的 信號(hào)還是模擬信號(hào)，需要把它整成數(shù)字信號(hào)才能被單片機(jī)的脈沖累加器識(shí)別 。 前者 的靈 敏度要差一些，但 具有 不影響系統(tǒng)的運(yùn)行、安全性較高、安裝靈活 等優(yōu)點(diǎn) ， 在現(xiàn)有研發(fā)產(chǎn)品 得到了較為廣泛的 應(yīng)用 。 湖南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 VIII 頁 第 3 章 GIS 局放報(bào)警系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 系統(tǒng) 硬件由 超高頻傳感器， 集成 檢波器，比較器，單片機(jī)控制模塊以及基于GSM 的報(bào)警模塊 組成 。 目前 在線檢測(cè)一般采用 化學(xué)和 光學(xué)檢測(cè)法，因?yàn)樗鼈兊撵`敏度不高，現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)適用采用 聲學(xué)檢測(cè)法，而 連續(xù)在線監(jiān)測(cè) 最好采用 UHF 法 。此外這套裝置需要完全屏蔽，從而防止受到外部的電磁干擾，獲得最高的測(cè)量靈敏度，但完全屏蔽對(duì)于測(cè)試整個(gè) GIS 通常是 行不通 的。 但在線檢測(cè)需要 很多的 傳感器 ，因?yàn)?信號(hào)衰減 程度跟 局 部 放 電 源 的 距離 成正比 （約 2dB/m） ,導(dǎo) 致傳感器間的距離較小 (5～ 10m)。此外，光學(xué)檢測(cè)法是把傳感器放到 GIS 里面， 因此 只能離線測(cè)試 而 不 適合用于在線監(jiān)測(cè)。 不受電氣干擾的影響 化學(xué)檢測(cè)方法 的優(yōu)點(diǎn) ，但從發(fā)生局放到 由分析氣體檢測(cè)出來所需要的時(shí)間太長， 有時(shí)候 幾天也得不到結(jié)果，這 是的 化學(xué)方法在局放檢測(cè)中的使用 收到非常嚴(yán)重限制 。聲學(xué)檢測(cè)法一般用在現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，操作人員拿著傳感器在 GIS 表面移動(dòng) 來 檢測(cè) 局部放電 信 號(hào)，這樣下來，一個(gè) GIS 站的檢測(cè)往往需要 很多 天 的 時(shí)間，該技術(shù)的推廣 受到了 限制。另外產(chǎn)生氣泡和空隙的原因還可能是金屬電極和環(huán)氧樹湖南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 V 頁 脂的收縮系數(shù)不同導(dǎo)致的。 傳導(dǎo)部分的接觸不良。當(dāng)靠近高壓導(dǎo)體 ，即使還沒有 接觸， 也可能發(fā)生 放電 。 絕緣介質(zhì)中的電場(chǎng)分布和絕緣的電氣物理性能 是 產(chǎn)生局部放電的條件，局部放電 一般發(fā)生 是在高電場(chǎng)強(qiáng)度下 的 絕緣體內(nèi) 的 電氣強(qiáng) 度較低的部位發(fā)生 。第 3章是本人做的基于超高頻法的高壓 GIS 局放報(bào)警系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)的介紹，包括各個(gè)模塊設(shè)計(jì)的要求、器件的選型及其電路。 本 人的 主要工作 國外一 直 致力于 GIS 局部放電檢測(cè)的研究，已經(jīng)研制出應(yīng)用于現(xiàn)場(chǎng)的 GIS 局部放電檢測(cè)的裝置，這些裝置既能夠檢測(cè)到 GIS 設(shè)備是否發(fā)生了局部放電，而且能判斷出局部放電的類型和位置，但價(jià)格上非常昂貴，如果在 GIS 設(shè)備每個(gè) 套管上安裝 上這么 一個(gè)該裝置，成本更是大大提高，不宜推廣。當(dāng)電場(chǎng)模型 整個(gè)結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜 時(shí) ， 采用該 方法分析問題是 否 有效的程度跟放電信號(hào)的位置和特性成正比。 一種 用來研究 自由移動(dòng)微 粒、固定微粒和突出物以及漂浮物引起的局部放電的 超聲波絕緣分析器 由 挪威 TransiNor As 公司的 Schei 研制出 來 。但 無法保證這套 系統(tǒng)的精度，因?yàn)樗?對(duì)信號(hào)分析的因素跟局部放電產(chǎn)生 UHF 信號(hào)無關(guān)。 1998 年 ， 超寬頻帶 局部放電傳感器 誕生了，該設(shè)備通過 網(wǎng)絡(luò)分析儀 的測(cè)量，其具有相當(dāng)好的 頻率響應(yīng)特性 ，其研發(fā)地點(diǎn)是位于 西安交通大學(xué)的電力設(shè)備電氣絕緣 的 國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室。 近年來國內(nèi)和國外有很多機(jī)構(gòu)在對(duì) GIS的局部放電和開關(guān)動(dòng)作等早期故障進(jìn)行技術(shù)的研究。 由于 SF6 氣體 具有優(yōu)異的絕緣性能，被 GIS 用 來作為 將諸多 被 組合 和 封閉 的高壓元 件 的 滅弧和絕緣介質(zhì)， 從而使 變電站面積 大大減小了 ，供電 的 可靠性 也 提高了 ， 綜合效益 也提升了 ， 并且 電壓 越 高，這種綜合效益 也越 顯著。 第 5 章 實(shí)驗(yàn)步驟及結(jié)果 .................................................................................. 22 基于超高頻法的 GIS 局放報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 實(shí)驗(yàn)室測(cè)試 ............................................................................................. 22 工廠實(shí)驗(yàn) ................................................................................................. 25 第 6 章 結(jié)論與展望 .......................................................................................... 28 工作總結(jié) ................................................................................................. 28 下一步工作的展望 ................................................................................. 28 致謝 ...................................................................................................................... 29 參考文獻(xiàn) .............................................................................................................. 30 附錄 ...................................................................................................................... 32 湖南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 I 頁 第 1 章 緒論 GIS 局 部 放 電 在線監(jiān)測(cè)研究的