【正文】 “狀態(tài)維修”的概念就是在這種情況下產(chǎn)生的。如果按我國權(quán)威部門指出的非計劃停電所造成的直接損失、間接損失、社會損失的比例為1：4：6來估計損失的話，設(shè)備費用反而只占很小一部分。在電力系統(tǒng)中由于高壓斷路器的造價與變壓器、發(fā)電機等電力元件相比較為便宜，且其故障時所造成的危害不如電容性設(shè)備嚴重，因此雖然在變電和配電系統(tǒng)中，它所造成的非計劃停電和事故無論從時間和數(shù)量上都遠遠高于其它電力元件，但直到90年代以后高壓斷路器在線監(jiān)測技術(shù)才逐漸發(fā)展起來。 高壓斷路器在線監(jiān)測 高壓斷路器在線監(jiān)測技術(shù)發(fā)展史 與變壓器、發(fā)電機、電容性設(shè)備相比，高壓斷路器在線監(jiān)測技術(shù)起步較晚。 （6）系統(tǒng)應(yīng)具有在線標定其監(jiān)測靈敏度的功能。 （4）系統(tǒng)應(yīng)具有較好地抗干擾能力和合理的監(jiān)測靈敏度。 （2）系統(tǒng)應(yīng)能自動地連續(xù)地進行監(jiān)測、數(shù)據(jù)處理和存儲。 在線監(jiān)測系統(tǒng)的基本要求 隨著在線監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展，對在線監(jiān)測系統(tǒng)的要求也越來越規(guī)范。 （3）提高監(jiān)視系統(tǒng)的可靠性和靈敏度。故此今后在線監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展趨勢應(yīng)是： （1）多功能多參數(shù)的綜合監(jiān)測和診斷，即同時可進行多個狀態(tài)的監(jiān)測?？傊S著計算機技術(shù)、信號處理、人工智能和測試技術(shù)的日趨完善，在短短的幾十年時間里在線監(jiān)測技術(shù)在世界范圍內(nèi)得到了長足發(fā)展和廣泛應(yīng)用。1985 年以后，國家先后將一些諸如：“電力設(shè)備運行中局部放電數(shù)字化監(jiān)測裝置和相應(yīng)的微機系統(tǒng)”、“大型氣輪發(fā)電機故障在線監(jiān)測系統(tǒng)”項目列入“七五”和“八五”攻關(guān)項目。主要有：各省電力部門研制的電容性設(shè)備監(jiān)測裝置（主要監(jiān)測介質(zhì)損耗、電容值、三相不平衡電流）；電力系統(tǒng)的一些研究所除電容性設(shè)備的監(jiān)測外還研制了各種類型的局部放電監(jiān)測系統(tǒng)。 我國在線監(jiān)測技術(shù)起始于80 年代，在短短的二十年里得到了迅速發(fā)展。70年代加拿大、日本、前蘇聯(lián)等國家的在線監(jiān)測技術(shù)開始起步，并得到迅速發(fā)展。限于當(dāng)時的技術(shù)條件，無法抑制來自線路的干擾，最后只得將電機從線路上斷開，即在離線條件下進行檢測，但這種在線監(jiān)測基本思想則一直沿用至今。 (2) 為GIS 的廣泛應(yīng)用奠定基礎(chǔ)，為智能化高壓斷路器做前導(dǎo)工作。 另外，高壓斷路器在線監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展，將推動智能化高壓斷路器的進程，將來，智能化高壓斷路器將是一個發(fā)展趨勢。 高壓斷路器在線監(jiān)測技術(shù)將為GIS （GAS INSULATED METAL ENCLOSED SWITHGEAR）“氣體絕緣金屬封閉開關(guān)”的應(yīng)用提供有力的技術(shù)支持。目前，電力系統(tǒng)各運行單位正致力于高壓斷路器由計劃檢修到狀態(tài)檢修的轉(zhuǎn)變，不再以投入年限和動作次數(shù)作為衡量標準，而是以設(shè)備的實際狀態(tài)為維修依據(jù)。高壓斷路器在線監(jiān)測為實現(xiàn)[2~4]] 由計劃檢修到狀態(tài)檢修 的轉(zhuǎn)變創(chuàng)造了條件。變電站斷路器機械特性監(jiān)測系統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計目 錄第1章 緒 論..........................................................1 電力設(shè)備在線監(jiān)測................................................... 1 電力設(shè)備在線監(jiān)測技術(shù)發(fā)展史.................................... 1 電力設(shè)備在線監(jiān)測技術(shù)展望...................................... 2 在線監(jiān)測系統(tǒng)的基本要求........................................ 2 高壓斷路器在線監(jiān)測................................................. 2 高壓斷路器在線監(jiān)測技術(shù)發(fā)展史.................................. 2 國內(nèi)外高壓斷路器在線監(jiān)測技術(shù)現(xiàn)狀............................... 3 論文主要工作及取得的成果........................................... 3第2章 在線監(jiān)測方案設(shè)計................................................5 機械特性在線監(jiān)測................................................... 5 機械特性在線監(jiān)測的必要性...................................... 5 機械特性參數(shù)的標定............................................ 5 機械特性參數(shù)的采集........................................... 8 機械特性參數(shù)的確定........................................... 9 機械故障診斷................................................. 10 觸頭電壽命在線監(jiān)測................................................ 10 分閘電流數(shù)據(jù)采集及算法....................................... 11 滅弧觸頭電壽命預(yù)測原理....................................... 17 主觸頭導(dǎo)電性能在線監(jiān)測方法的探討.................................. 19 斷路器的發(fā)熱與散熱........................................... 19 主觸頭溫度和主回路電阻間接算法................................ 22 第3章 硬件設(shè)計.......................................................24 硬件系統(tǒng)組成概述.................................................. 24 新一代單片機MSP430簡介........................................... 25 各功能模塊設(shè)計.................................................... 26 第4章 軟件設(shè)計.......................................................32 硬件級驅(qū)動軟件設(shè)計................................................ 32 WTD定時器中斷服務(wù)程序流程.................................... 32 A/D 中斷服務(wù)程序流程.......................................... 32 狀態(tài)量輸入中斷服務(wù)程序流程................................... 33 TA、TB計數(shù)器捕獲中斷服務(wù)程序流程............................. 34 DS1820數(shù)據(jù)采集子程序......................................... 35 功能模塊級軟件設(shè)計................................................ 35 合閘記錄子程序............................................... 35 分閘記錄子程序............................................... 36 系統(tǒng)級軟件設(shè)計.................................................... 37第5章 數(shù)據(jù)通信...................................................... 39 RS485 串行通信的特點............................................. 39 MSP430 串行通信的特點............................................. 39 RS485通信接口芯片MAX1480B....................................... 40 存在的問題及解決方案.............................................. 40 存在的問題................................................... 40 問題分析..................................................... 41 解決方案..................................................... 41 編程與調(diào)試注意事項................................................ 41第6章 結(jié)論.......................................................... 43 致 謝................................................................ 44參考文獻............................................................... 45I第1章 緒 論 對電力設(shè)備進行在線監(jiān)測是實現(xiàn)設(shè)備狀態(tài)維修的前提，是保證設(shè)備安全可靠運行的關(guān)鍵，也是對傳統(tǒng)的離線預(yù)防性試驗的重大補充和新的發(fā)展在變、配電系統(tǒng)（該系統(tǒng)電力元件主要包括：變壓器、高壓斷路器、互感器、輸電線等）中高壓斷路器所導(dǎo)致的非計劃停電和事故，無論是次數(shù)還。[1] 是造成的停電時間，都占據(jù)總量60％以上 。長期以來的計劃檢修，盲目解體拆卸，浪費了大量的人力物力和財力，同時也造成了停電損失，甚至?xí)?dǎo)致設(shè)備壽命的降低。電力設(shè)備的檢修要實現(xiàn)這種轉(zhuǎn)變，在線監(jiān)測勢在必行。GIS的廣泛應(yīng)用又推動了在線監(jiān)測技術(shù)的迅速發(fā)展。 綜上所述，該課題的目的和意義在于： (1) 為高壓斷路器由計劃檢修到狀態(tài)檢修創(chuàng)造條件，最大化地節(jié)省不必要的檢修開支和停電時間，提高供、電配電可靠性。 電力設(shè)備在線監(jiān)測 電力設(shè)備在線監(jiān)測技術(shù)發(fā)展史 早在1951 年，美國西屋公司的約翰遜（John ）針對運行中的發(fā)電機因槽放電[5]導(dǎo)致電機損壞現(xiàn)象，提出并研究了在電機運行條件下對槽放電現(xiàn)象進行監(jiān)視。60年代美國率先開發(fā)在線監(jiān)測技術(shù)，成立了龐大的研究機構(gòu)，每年召開1－2 次學(xué)術(shù)交流會議。其中加拿大于1975年研制成功油中氣體分析的在線監(jiān)測裝置；日本于70年代末研制成功油中氫氣的監(jiān)測裝置、80 年代研制了變壓器局部放電的監(jiān)測裝置；前蘇聯(lián)的在線監(jiān)測技術(shù)也發(fā)展較快，特別是電容性設(shè)備絕緣監(jiān)測和局部放電的在線監(jiān)測方面，有較強的技術(shù)實力。各單位相繼研制了不同類型的監(jiān)測裝置。清華大學(xué)、西安交通大學(xué)等高校則開始了絕緣診斷技術(shù)的研究。隨后，機械部、電力部也先后將諸如“大電機絕緣在線監(jiān)測技術(shù)的研究”、“在線局部放電抗干擾”列入重大科技項目，標志著我國的電力設(shè)備在線監(jiān)測技術(shù)進入全速發(fā)展階段。 電力設(shè)備在線監(jiān)測技術(shù)展望 從以上國內(nèi)外發(fā)展情況的總體來看：多數(shù)監(jiān)測系統(tǒng)的功能比較單一，例如：僅對一種設(shè)備或多種設(shè)備的同類參數(shù)進行監(jiān)測；沒有很好的將診斷技術(shù)和監(jiān)測技術(shù)結(jié)合起來；分析診斷也僅限于超標報警，具體詳細的分析診斷基本上由試驗人員完成。 （2）對變電站的整個電氣設(shè)備進行集中監(jiān)視和診斷。 （4）在不斷積累監(jiān)測數(shù)據(jù)和診斷經(jīng)驗的基礎(chǔ)上發(fā)展人工智能技術(shù)，建立人工神經(jīng)網(wǎng)和專家系統(tǒng)，逐步實現(xiàn)診斷自動化。一般情況下，對于在線監(jiān)測系統(tǒng)的要求如下： （1）系統(tǒng)的投入和使用不應(yīng)改變和影響電氣設(shè)備的正常運行。 （3）系統(tǒng)應(yīng)具有自檢和報警功能。 （5）監(jiān)測結(jié)果應(yīng)具有較好的可靠性和重復(fù)性以及合理的準確度。 （7）系統(tǒng)應(yīng)具有故障診斷能力。從某種意義上講“GIS 技術(shù)”和“狀態(tài)維修”概念促進了高壓斷路器在線監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展。這主要是因為現(xiàn)在的電力系統(tǒng)事故已經(jīng)不再單純的以其對電力系統(tǒng)的危害來衡量它造成的經(jīng)濟損失。從這種意義上講，加強對諸如高壓斷路器等高事故電力元件的在線監(jiān)測是減少損失的最佳途徑。目前，國家依然推行的是計劃性預(yù)防檢修。隨后有人提出狀態(tài)維修的概念，用狀態(tài)維修替代計劃性維修。狀態(tài)維修的前提是對高壓斷路器的狀態(tài)預(yù)知，高壓斷路器在線監(jiān)測技術(shù)為狀態(tài)檢修提供狀態(tài)預(yù)知的技術(shù)支持，狀態(tài)檢修的廣泛應(yīng)用也推動在線監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展。GIS具有占地面積小、維護工作量少、故障率低、不受環(huán)境條件影響以及運行性能可靠等優(yōu)點，已經(jīng)得到國內(nèi)外電力部門的公認，目前已成為高壓配電裝置的一個發(fā)展方向（我國第一套110KV的GIS 于1971年研制成功，1973年投入運行）。GIS 技術(shù)的廣泛應(yīng)用成了高壓斷路器在線監(jiān)測技術(shù)發(fā)展的另一股推動力。隨著研究的深入，都先后生產(chǎn)了自己的高壓斷