【正文】 功能 進(jìn)行計(jì)數(shù)，再 定時中斷讀取脈沖數(shù)判斷是否達(dá)到局 部 放 電 的閾值，如果已經(jīng)發(fā)生 局部放電 ，則通過 GSM 模塊發(fā)送短信進(jìn)行報(bào)警。 本套系統(tǒng)采用了 ADI 公司生產(chǎn)的一款比較器 AD8561，從改芯片的數(shù)據(jù)手冊上可以看到，它可以單電源供電，也可以雙電源供電，由于檢波出來的信號是正向的，所以只要單電源供 電就行。 MC9S12XS128 是 16 位單片機(jī)，由 16 位中央處理單元（ CPU12X）、 128KB 程序 Flash(Plash)、 8KB RAM、8KB 數(shù)據(jù) Flash(Dlash)組成片內(nèi)存儲器。 圖 UCC3835 電路圖 TPS70302 為雙路可調(diào)輸出，通道一輸出電流可達(dá) 1A，通道二輸出電流可達(dá)2A,兩個通道輸出的電壓不能高于 ，最大輸入電壓最好不超過 6V，工作溫度范圍 40176。焊接好的電路板如圖 湖南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 XVIII 頁 圖 整體系統(tǒng)焊好的 PCB 板 湖南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 XIX 頁 第 4 章 GIS 局放報(bào)警系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 軟件設(shè)計(jì)平臺 系統(tǒng)軟件主要是對單片機(jī)進(jìn)行 C 語言編程，該系統(tǒng)采用的 MC9S12XS128 單片機(jī)，可以在飛思卡爾公司的 CodeWarrior IDE 平臺上進(jìn)行 編程，調(diào)試，下載等。 （ 3） GSM 通信是雙向的，工廠控制中心不僅可 以接收來自 GSM 模塊發(fā)出的警告信息，而且能發(fā)送信息給 GSM 模塊，從而改變系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)置。 從圖 看以看出每20ms,GIS局放大概會產(chǎn)生 15個脈沖。 湖南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 XXIX 頁 致 謝 本文由汪沨老師悉心指導(dǎo)完成。 extern uint time_b。 extern uint global_variable3。 uint time_b = 0。 uint global_variable4=0。i) 湖南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 XXXV 頁 for(j=1729。 POSTDIV=0x00。 } void PitInit(void) //配置 20ms 的 PIT 中斷 { PITCFLMT_PITE=0。 //enable PIT } void PulseAccumulator_Init(void) //脈沖累加 器初始化 { TIOS_IOS7 = 1。 // disable IRQCR_IRQEN=0。 DDR0AD0_DDR0AD07 =1。 //蜂鳴器 PTJ_PTJ0=0。 //9600 SCI1CR2=0x2c。 //6:0 特殊通道禁止 ,連續(xù)轉(zhuǎn)換，從通道 5 開始 ATD0DIEN=0x00。 } /***************************************************************/ D． GSM 控制函數(shù) /****************************.h 文件 *****************************/ ifndef _GSM_H define _GSM_H extern uchar phone_number[12]。 extern uchar GSM_MESSAGE_1[23]。 extern uchar DEL_MESSAGE[13]。 extern void str_cat(uchar str1[],uchar str2[],uchar str3[])。 uchar GSM_RING_DOWN[6]=ATH\r\n。 uchar GSM_MESSAGE_4[32]=Partial discharge is occurring!。 湖南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 XLII 頁 uchar ring_in_flag = 0。 uchar table_sci0[300]=。 uchar SEND_1A[4]=\x1A\x0D\x0A。 endif /****************************************************************/ /**************************.c 文件 ********************************/ include /* mon defines and macros */ include /* derivativespecific definitions */ include include include include 湖南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 XLI 頁 include include include uchar phone_number[12]=15111323213。 extern uchar hold_ring(uchar ph_number[])。 extern uchar table_sci0[300]。 extern uchar GSM_MESSAGE1[12]。 InitAD()。 ATD0CTL2=0x40。 湖南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 XXXVIII 頁 DDRP_DDRP2 =1。 DDR1AD0_DDR1AD07 =1。 DDRK_DDRK2 =1。 PACNT = 0x0000。 //micro timer 0 4us PITLD0=499。 while(!(CRGFLG_LOCK==1))。 endif /***************************************************************/ /*************************.c 文件 *******************************/ include include include void SetBusCLK_64M(void) //得到總線 64M 頻率 { CLKSEL=0X00。 uchar DA_VALUE[9]=01100110。 //是否報(bào)警標(biāo)志 uchar start_flag = 1。 extern uchar DA_VALUE[9]。 extern uchar start_flag。另外 皮建民師 兄， 廖平軍 師兄和 葉衍林 師兄在編程和專業(yè)知識上給我的莫大的幫助，在這表示衷心的感謝。 下一步工作的展望 粗略估算了一下本套系統(tǒng)的功耗將近 （ GSM 功耗約 5W，其他約 ），而且 由于條件限制，本套系統(tǒng) 只能采用電池供電 。改變接收號碼時，短信內(nèi)容為：XXXXXXXXXXXNO 湖南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 XXII 頁 第 5 章 實(shí)驗(yàn)步驟及結(jié)果 實(shí)驗(yàn)室測試 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場如圖 圖 實(shí)驗(yàn)室測試現(xiàn)場 傳感器接收的 實(shí)際 超高頻 GIS 局放信號如 圖 所示 ，它是一個非常陡的已調(diào)波脈沖電磁波，其脈沖時間根據(jù)放電類型不同，一般是 100ns 到 1000ns 之間，載波頻率 高 達(dá) GHz 數(shù)量級 。 （ 1） 由于本套系統(tǒng)采用的是蓄電池供電，所以需要對電池電壓進(jìn)行監(jiān)測，防止電壓過低， 導(dǎo)致 系統(tǒng)不能正常工作。 圖 TPS70302 電路圖 湖南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 XVI 頁 硬件電路模塊 PCB 板設(shè)計(jì) 圖 和圖 PCB 板的頂層和底層，其上主要有檢波器，比較器，單片機(jī)， UCC383 電源芯片以及一些接插件等。其中利用兩個 SCI 串口分別跟 GSM 和電 腦通信，AD 模塊用來監(jiān)測電池電壓， 脈沖累計(jì)對比較器輸出的脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)， PIT 模塊產(chǎn)生定時中斷讀取 脈沖累加器的值。 GSM 模塊 在 GIS設(shè)備正常工作時，其周圍有一定的危險(xiǎn)性，當(dāng) GIS發(fā)生局放時，為了安全性和及時性， 選擇 GSM通信模塊發(fā)出局放報(bào)警信號 。 后者 靈敏度 雖然高一些 ，但 由于 對制造安裝的要求較高 的缺點(diǎn) ， 很少被采用， 特別是 在 早期設(shè)計(jì)制造的 GIS 中，但 目前英國新制造的GIS 均要求加裝內(nèi)置傳感器 。 湖南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 VII 頁 GIS 中局部放電監(jiān)測方法的性能 如 表 所示 。 常規(guī)電測法 1981 年 ， IEC 正式提出并被廣泛 采用的局部放點(diǎn)檢測被稱作常規(guī)電測法，又稱脈沖電流法（ IEC60270） 。 光學(xué)檢測法 因?yàn)楣怆姳对銎?能夠 檢 測到甚至一個光子的發(fā)射，在診斷技術(shù)中 ,檢測放電產(chǎn)生的光是最靈敏的方法 。 GIS 中產(chǎn)生局部放電 主要是由以上幾種絕緣缺陷 導(dǎo)致的 ， 并且 局部放電 會導(dǎo)致這些缺陷越來越嚴(yán)重，最終擊穿，造成很嚴(yán)重的后果 。 固定缺陷。第 4章主要講該系統(tǒng)中單片機(jī)控制模塊的軟件設(shè)計(jì) ，包括軟件系統(tǒng)的要求及報(bào)警策略實(shí)現(xiàn)方案 。 同 年 ， 俄羅斯科學(xué)家 Arakelian 提出一種新的物理 — 化學(xué)診斷方法 ，它是一種化學(xué)檢測法，比較適用于用作輔助分析絕緣故障時使用。 通過 結(jié)合 窄帶 和 寬帶 ， Neuhold 在瑞士 Zurich 大學(xué) 研 發(fā)出 實(shí)時響應(yīng) ， 多通道的 GIS 局部放電測量系統(tǒng)。 前者是通過頻繁的 測量 GIS 運(yùn)行中的絕緣狀態(tài) ，了解裝置的運(yùn)行狀態(tài)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)有故障發(fā)生時再采取不要的措施，用“狀態(tài)檢修 ” 代替“定期檢修 ” ，可以到達(dá)節(jié)約檢修費(fèi)用和提高設(shè)備利用率，它是一種非破壞性監(jiān)測；后者是通過記錄裝置的行程和動作時間，從而達(dá)到發(fā)現(xiàn)裝置的機(jī)械早期故障的目的。 由于 GIS 技術(shù)性能優(yōu)良 、體積小 ， 比起 常規(guī)電器，GIS 有很多 優(yōu) 點(diǎn) ，比如 運(yùn)行安全可靠 、無火災(zāi)危險(xiǎn)、 占地面積小 、 基本不受外界氣象因素的影響、檢修周期長 等?；诔哳l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） 畢 業(yè) 論 文 論文題目 基于 超高頻 法的 GIS 局放 報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名 學(xué)生學(xué)號 專業(yè)班級 學(xué)院名稱 指導(dǎo)老師 學(xué)院院長 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） 摘要 GIS 裝置 具有較高的安全可靠性，但加工、運(yùn)輸、現(xiàn)場裝配等多種原因，使得 GIS 設(shè)備不可避免地存在絕緣缺陷而影響其長期可靠性。 傳統(tǒng)的敞開式設(shè)備 比 GIS 的故障率 高了 一個數(shù)量級，而且 設(shè)備檢修周期 短的。 GIS 局部放電在線監(jiān)測國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 目前， 有很多 國內(nèi)外 學(xué)者和專家們 在硬件監(jiān)測裝置和軟件監(jiān)測方法上 做出了很好的成績 ， GIS 的局部放電在線監(jiān)測技術(shù)正在蓬勃發(fā)展 ，例如： 湖南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 II 頁 19951997 年 ， 清華大學(xué) 相繼研發(fā)出 330kV GIS 局部放電在線檢測系統(tǒng) 和 基于 超高頻 法的 具有 實(shí)用性較強(qiáng) 、 采用外部傳感器 、 放電源的定位 方便等特點(diǎn)的 便攜式局部放電檢測儀 。每個測量通道 都有 一個 帶有自動高壓暫 態(tài)保護(hù) 低噪聲寬帶傳感器。 它的基本原 理是：當(dāng)局部放電發(fā)生時， SF6 中包含一些雜質(zhì)（ O N CF4 等）在壓力和溫度的作用湖南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 III 頁 下，會改變濕度、密度和酸堿度的一些參數(shù)。第 5章是對整體工作的總結(jié)及有待進(jìn)一步研究工作的展望。 指的是 導(dǎo)體和外殼內(nèi)表面 上的 金屬凸起和 固體絕緣表面上的 金屬顆 粒。 GIS 局部放電檢測方法 GIS 的局部放電在線監(jiān)測方法 基本上 可以分為 電測法和非電測法 兩大類型， 其具 體主要可分為以下五種方法 聲學(xué)檢測法 GIS 中 局部放電會產(chǎn)生具有 比較寬的帶寬（ 20～ 250kHz）的 超聲波 信號 ,可在GIS 外部用 超聲波接收 傳感器檢測到。雖然 SF6和 玻璃 對光的吸收能力很強(qiáng)，但檢測時采用湖南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 VI 頁 石英透鏡，并且路徑選擇得當(dāng)，就能檢測出來。用一個 有電荷損耗的集中電容 能夠等效 GIS， 要想測得發(fā)生局部放電時的電量（檢測局部放電的頻率范圍為 40kHz～ 1MHz） ，可以通過在 外部并列安裝一個耦合電容傳感器 。 表 GIS 局放監(jiān)測 主要 方法的性能 一覽表 GIS 局部放電產(chǎn)生超高頻信號的原理 通常地， GIS 局部放電現(xiàn)象 伴隨著 GIS 內(nèi)部電場的畸變 ， 并會 產(chǎn)生 上升時間及持續(xù)時間僅為納秒 ( ns ) 級 的 脈沖電流，該電流脈沖將激發(fā)出 主要頻段為— 3GHz 高頻電磁波，該電磁波 就會 從 GIS 上的盤