本文關(guān)鍵詞：面向智能變電站的瞬態(tài)磁場(chǎng)干擾測(cè)量技術(shù)研究

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【摘要】：隨著智能變電站的高速發(fā)展,二次設(shè)備逐漸遷移至一次設(shè)備近旁就地安裝,越來(lái)越多的智能化設(shè)備投入使用。在智能變電站緊湊的結(jié)構(gòu)下,這些二次設(shè)備極易受到近旁高壓設(shè)備的瞬態(tài)電磁干擾,造成保護(hù)裝置誤動(dòng)作,二次設(shè)備損壞。智能變電站是堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)的基礎(chǔ),因此研究智能變電站瞬態(tài)電磁干擾的測(cè)量技術(shù),對(duì)于二次設(shè)備抗干擾和加速智能變電站的建設(shè)具有非常重大的意義。針對(duì)智能變電站瞬態(tài)磁干擾的特點(diǎn),本文提出了一種實(shí)用新型的磁場(chǎng)測(cè)量技術(shù)和分析方法,并研制了一臺(tái)適合智能變電站瞬態(tài)磁場(chǎng)測(cè)量、分析和記錄的手持式儀器。首先分析了瞬態(tài)磁場(chǎng)干擾作用的原理,提出了使用單位面積感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)作為衡量磁場(chǎng)干擾能力的指標(biāo)。分析了TMR磁場(chǎng)測(cè)量技術(shù)的原理和優(yōu)點(diǎn)。該儀器使用TMR傳感器制作三維磁阻傳感器來(lái)作為瞬態(tài)磁場(chǎng)測(cè)量探頭。儀器主機(jī)采用FPGA+ARM的系統(tǒng)配置,完成高達(dá)40MHz采樣率的磁場(chǎng)數(shù)據(jù)采集與緩存。本文完成了信號(hào)調(diào)理通道、主控電路、電源系統(tǒng)、GPS等電路的設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)了三軸瞬態(tài)磁場(chǎng)的高速信號(hào)采集。完成了基于ARM的控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)三軸磁場(chǎng)實(shí)時(shí)顯示,設(shè)計(jì)了友好的人機(jī)交互界面,實(shí)現(xiàn)了大容量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、干擾度計(jì)算、GPS時(shí)間戳、USB通信等功能。整個(gè)儀器使用方便,便于攜帶,非常適合野外測(cè)量工作使用。儀器的量程為正負(fù)30Gs,交流通道帶寬為10Hz到1MHz,單軸校準(zhǔn)測(cè)量誤差小于1%。對(duì)儀器的幅頻特性和線性度等指標(biāo)進(jìn)行了測(cè)試,通過(guò)工頻穩(wěn)態(tài)磁場(chǎng)和脈沖磁場(chǎng)測(cè)試實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了儀器的測(cè)量性能,實(shí)驗(yàn)證明該儀器可以很好的測(cè)量智能變電站的穩(wěn)態(tài)磁場(chǎng),并對(duì)瞬態(tài)磁場(chǎng)干擾信號(hào)具有非常好的捕捉能力和測(cè)量能力。研究了儀器的抗干擾設(shè)計(jì),并對(duì)儀器的抗干擾性能進(jìn)行了測(cè)試。最后,本文分析了儀器的誤差模型,提出了針對(duì)三維傳感器的校準(zhǔn)方法,并利用三維亥姆霍茲線圈對(duì)儀器進(jìn)行了校準(zhǔn)。
【關(guān)鍵詞】：智能變電扎 瞬態(tài)磁干擾 TMR 干擾度
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TM63;TM76
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 緒論11-15
• 1.1 研究背景及意義11-12
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)12-13
• 1.2.1 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-13
• 1.2.2 未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)13
• 1.3 本文主要工作13-15
• 第二章 測(cè)量原理及干擾度量化15-23
• 2.1 瞬態(tài)磁場(chǎng)測(cè)量方法15-21
• 2.1.1 常用磁場(chǎng)測(cè)量方法15-16
• 2.1.2 TMR傳感器16-18
• 2.1.3 TMR與AMR的實(shí)驗(yàn)研究及比較18-21
• 2.2 干擾強(qiáng)度量化方法21-22
• 2.3 本章小結(jié)22-23
• 第三章 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)23-44
• 3.1 硬件系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)23-24
• 3.2 電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)24-26
• 3.2.1 充電電路設(shè)計(jì)24-25
• 3.2.2 開(kāi)關(guān)機(jī)電路設(shè)計(jì)25-26
• 3.2.3 系統(tǒng)各模塊電源設(shè)計(jì)26
• 3.3 探頭設(shè)計(jì)26-28
• 3.3.1 傳感器介紹26-27
• 3.3.2 探頭設(shè)計(jì)27-28
• 3.4 信號(hào)調(diào)理電路設(shè)計(jì)28-34
• 3.4.1 儀表放大器29-30
• 3.4.2 放大器電路設(shè)計(jì)30-31
• 3.4.3 AD轉(zhuǎn)換電路設(shè)計(jì)31-34
• 3.4.4 抗混疊濾波器設(shè)計(jì)34
• 3.5 FPGA系統(tǒng)設(shè)計(jì)34-36
• 3.6 GPS電路設(shè)計(jì)36-38
• 3.7 ARM電路設(shè)計(jì)38-41
• 3.7.1 ARM芯片選型38
• 3.7.2 主控ARM電路設(shè)計(jì)38-39
• 3.7.3 從控ARM電路設(shè)計(jì)39-41
• 3.8 液晶驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)41-43
• 3.9 本章小結(jié)43-44
• 第四章 ARM軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)44-62
• 4.1 開(kāi)發(fā)環(huán)境介紹44-45
• 4.2 軟件總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)45-46
• 4.3 主控ARM程序設(shè)計(jì)46-53
• 4.3.1 底層驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)47-49
• 4.3.2 數(shù)據(jù)采集控制49-50
• 4.3.3 數(shù)據(jù)讀取50
• 4.3.4 界面設(shè)計(jì)50-51
• 4.3.5 波形顯示51-53
• 4.4 從控ARM軟件設(shè)計(jì)53-60
• 4.4.1 SD卡驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)54-58
• 4.4.2 FatFS文件系統(tǒng)58-60
• 4.5 雙機(jī)通信模塊設(shè)計(jì)60-61
• 4.6 本章小結(jié)61-62
• 第五章 系統(tǒng)測(cè)試及校準(zhǔn)62-76
• 5.1 調(diào)試及安裝62-65
• 5.1.1 系統(tǒng)調(diào)試62-64
• 5.1.2 儀器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)64-65
• 5.2 儀器性能測(cè)試65-68
• 5.2.1 主機(jī)帶寬測(cè)試65-66
• 5.2.2 主機(jī)增益及線性度測(cè)試66
• 5.2.3 工頻磁場(chǎng)測(cè)量實(shí)驗(yàn)66-67
• 5.2.4 瞬態(tài)磁場(chǎng)測(cè)量實(shí)驗(yàn)67-68
• 5.3 儀器校準(zhǔn)68-75
• 5.3.1 傳感器誤差模型69-71
• 5.3.2 校準(zhǔn)方法71-75
• 5.4 本章小結(jié)75-76
• 第六章 總結(jié)與展望76-78
• 6.1 總結(jié)76
• 6.2 工作展望76-78
• 致謝78-79
• 參考文獻(xiàn)79-82
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的成果82-83

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