毕业设计真断路器灭弧室真空度在线监测系统的研究.doc

编号： 毕业设计说明书 题 目： 真空断路器灭弧室真空 度在线监测系统的研究 院 （系）： 机电工程学院 学 号： 指导教师： 职 称： 题目类型： 理论研究 实验研究 工程设计 √ 工程技术研究 软件开发 目 录 引言 1 1 绪论 2 1.1 我国电力工业的发展 2 1.2 真空断路器简介 2 1.3 真空灭弧室的工作原理 3 1.4 真空断路器真空度降低原因分析 4 2 真空断路器结构、分类与真空度检测方法 5 2.1 真空断路器类型 5 2.2 真空断路器的结构 5 2.2.1真空断路器的基本要求 5 2.2.2功能部件 5 2.2.3真空断路器的操动机构 6 2.3 真空断路器优缺点 7 2.3.1 真空断路器优点 7 2.3.2 真空断路器缺点 7 2.4 真空断路器真空度检测方法介绍 8 2.4.1 离线检测 8 2.4.2 在线检测 9 3 设计思路 11 3.1 设计依据 11 3.2 设计构思 12 4 硬件设计 13 4.1设计流程图 13 4.2 电阻分压、稳压二极管稳压 13 4.2.1电阻分压 13 4.2.2稳压电路 14 4.3 电压跟随器 15 4.4 电压电流转换和电流电压部分 16 4.5 信号放大部分 19 4.6 信号全波整流部分 22 4.7 二阶低通滤波部分 26 4.8 硬件设计部分 28 4.8.1单片机硬件部分 28 4.8.2 AD转换硬件部分 33 4.8.3串口通信硬件部分 36 5 软件设计 42 6 调试 44 7 结论 45 谢 辞 46 参考文献 47 附 录1 48 附 录2 53 引言 高压断路器在电力系统中具有控制和保护双重功能，是电力系统一次设备中检修、维护工作量最大的设备之一。有关资料表明，开关的维修费用占变电站总维修费用的一半以上，而且大部分用于断路器的小修和定期检修上。 真空断路器由于灭弧能力强、电气寿命长、现场维护方便、技术含量高等优点，在电力系统基本建设及无油化改造中，被广泛选用。尤其是在l0kV电压等级，真空断路器已经成为高压断路器的首选型式。然而，在运行中的真空断路器灭弧室，其真空度有可能因为许多原因在不知不觉中下降，按常规，我们只有在定期的预试时才能发现设备存在的缺陷。如果在预试周期内，真空灭弧室内气体压强升至1xl0-1Pa以上时，将完全有可能因为真空度的下降使断路器在短路故障分闸时动、静触头之间产生放电击穿，使真空灭弧室不能有效灭弧，严重情况下真空断路器将发生爆炸，造成设备损坏事故以及输电线路停电，导致严重的经济损失国内真空开关事故均是由于此原因引起的。由于灭弧室是以真空条件作为其工作基础的所以它不象油开关，SF6开关那样容易检查其介质量。有些真空开关在运行过程中其真空灭弧室含有不同程度的泄露，因此如何才能实时在线观测到真空断路器灭弧室的真空度，以防范事故于未然？这已经成为电力系统十分关注的一个问题。 同时，国内制造厂家生产制造的500千伏交直流输变电设备已成为电网的骨干输电网架。西北750 千伏交流输变电示范工程和河南灵宝背靠背成套设备已建成投产。 但是，在有些方面我们同国际先进水平相比仍有一定差距，如百万千瓦级核电站的设备制造。 1.2 真空断路器简介 真空断路器因其灭弧介质和灭弧后触头间隙的绝缘介质都是高真空而得名；其具有体积小、重量轻、适用于频繁操作、灭弧不用检修的优点，在配电网中应用较为普及。 　　真空断路器主要包含三大部分：真空灭弧室、电磁或弹簧操动机构、支架及其他部件。以下是对基本术语和各部分的具体介绍： 1.80年代以前，真空断路器处于发展的起步阶段，技术上在不断摸索，还不能制定技术标准，直到1985年后才制定相关的产品标准。 　　目前国内主要依据标准为： 　　JP3855-96《3.6～40.5kV交流高压真空断路器通用技术条件》 　　DL403-91《10～35kV户内高压断路器订货技术条件》 　　这里需要说明：IEC标准中并无与我国JB3855相对应的专用标准，只是套用《IEC56交流高压断路器》。因此，我国真空断路器的标准至少在下列几个方面高于或严于IEC标准： 　　(1) 绝缘水平： 试验电压 IEC 中国 　　1min工频耐压(kV) 28 42(极间、极对地)48(断口间) 　　1.2/50冲击耐压(kV) 75 75(极间、极对地)84(断口间) 　　(2)电寿命试验结束后真空灭弧室