电力通讯自动化设备论文提纲

论文题目：电力变压器运输状态监测及控制装置开发

摘要：随着能源和电网事业的蓬勃发展,国内外投入电力变压器的数量、容量逐年增加,仅国内容量每年就高达上亿千伏安。作为输变电站的主设备,从生产至投运中间的运输、安装过程是否安全是变压器正常运行的前提条件。电力变压器,尤其是特高压、大容量的设备,在运输过程中的速度、加速度、倾斜度及内部气体压力等是影响其运输安全的关键参数。课题通过参与山东电力设备有限公司的科技项目,开发了一种传感器监测、数据通讯、网络发布、移动应用终端等技术相关的电力变压器运输状态监测控制系统,实现了运输状态监测及异常报警功能,结束了目前离线式巡检的现况。同时课题建立了电力变压器运输监测的运动模型,提出一种通过对历史加速度进行线性拟合来预测加速度的算法,并推导出了预测加速度的公式。本次课题的主要研究内容如下:（1）介绍了目前国内外电力变压器运输监测现状,分析了目前运输过程中可能会影响电力变压器运输安全的隐患,设计了电力变压器运输监测及控制系统;（2）进行了运输监测的需求分析,提出了系统的整体设计,并对系统组成部分的设计功能进行了详细描述;（3）开发完成了系统方案的硬件部分,主要有传感器型数字采集电路、电平转换稳压电源、中央处理器外围电路、近距离无线通讯电路,并对电路中元件选择与参数选取加以说明;（4）开发完成了系统方案的软件流程图,根据通讯协议完成了各模块间的通讯编程,并对程序的主要功能模块进行说明;（5）根据近距离无线组网的技术特点,结合变压器运输安全的参数要求,设计合适的网络结构,确定各模块间的通讯协议,并对功能的执行过程进行具体描述;（6）根据变压器运输监测的历史数据,以加速度为例,通过对过往数据的线性拟合,推测未来加速度的值,以此来预测加速度的趋势,为保证运输安全提供数据支撑。并对历史数据分析论证,验证系统有效性。整个监测控制系统从开始设计至开发完成,经过不断修改完善,已先后多次应用于公司电力变压器运输,现场收集的数据还用于对数学模型的验证。系统由变压器运输状态监测终端、冲撞记录仪、监控服务软件、具备外网地址的云端服务器等组成,终端样机通过了国家继电保护及自动化设备质量监测检验中心的检验。到目前,所有应用系统运行正常,已于2017年3月通过山东省科技厅验收,技术成果鉴定为国内先进水平。

关键词：电力变压器;运输安全;冲撞加速度;近距离无线组网

学科专业：电气工程（专业学位）

摘要

ABSTRACT

第1章 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.3 课题主要研究内容

第2章 系统整体方案

2.1 系统整体设计

2.2 监测装置的设计

2.3 监测集中控制器的设计

2.3.1 监测集中控制器硬件选型

2.3.2 监测集中控制器软件设计

2.4 监控网络中心设计

2.5 本章小结

第3章 运输监测装置的硬件设计

3.1 监测装置的硬件

3.2 传感器模块

3.2.1 冲撞加速度传感器

3.2.2 倾斜度传感器

3.2.3 内部气体压力传感器

3.3 近距离无线收发模块

3.4 电源设计及电量监测

3.5 时钟电路

3.6 存储电路

3.7 低电量报警电路

3.8 JTAG调试电路

3.9 看门狗电路

3.10 压力控制模块

3.11 本章小结

第4章 运输监测的软件设计

4.1 开发环境

4.2 软件整体架构

4.3 数据采集收发

4.4 位置信息获取

4.5 客户端数据处理

4.6 服务器数据处理

4.7 本章小结

第5章 近距离无线传输网络

5.1 近距离无线网络概述

5.1.1 近距离无线网络技术简介

5.1.2 近距离无线网络技术特点

5.1.3 近距离网络的组网策略

5.2 通讯协议介绍

5.2.1 读取本地配置命令

5.2.2 设置通道号命令

5.2.3 设置速率命令

5.2.4 搜索命令

5.2.5 获取信息命令

5.2.6 修改配置命令

5.3 本章小结

第6章 运输模型的建立与数据分析

6.1 电力变压器运输运动模型

6.1.1 建立线性模型

6.1.2 确定模型阶次

6.2 应用与分析

6.3 本章小结

第7章 总结与展望

7.1 本文完成的工作

7.2 需改进的方向

参考文献

致谢