Chen Siq, Chen Zhonghui, Li Jincheng

(École de physique et de génie de l'information, Université de Fuzhou, Fuzhou 350116)

: Conformément à la détection de l'onde émise SGCC Appareillage de commutation de charge moyen de détection règlements proposé un détecteur de décharge partielle ARM9 basée sur Internet portable appareillage. L'instrument utilise un circuit de détection de crête pour une extraction de caractéristiques de signal de décharge partielle, afin d'éviter une grande quantité de données générées à l'aide du de A / D Classiquement, pour faciliter un meilleur système portatif de traitement de ces données en temps réel.

: Appareillage; décharge partielle, la détection de crête; tension transitoire à la masse

: TP274 Code du document: ADOI: 10,19358 / j.issn.1674-7720.2017.09.013

Format de référence : Chensi Qi, Chenzhong Hui, la conception de l'équipement de détection de décharge partielle de Li Jincheng [J] ses applications, 2017,36 (9): 41-44,48.

0 introduction

À l'heure actuelle, 10 kV, 35 kV de commutation réseau de distribution a été largement utilisé, un rôle important est la ligne, le contrôle et l'équipement de protection. Dans le réseau de distribution, de commutation de fonctionnement à long terme pour haute température, haute pression, l'humidité et autre environnement rude, qui est facilement endommagé des propriétés isolantes, et donc conduire à des décharges partielles. Si rien ne elle finira par conduire à la perte des propriétés diélectriques de l'isolation, ce qui provoque des accidents graves, endommager la stabilité du système d'alimentation. Appareillage selon les statistiques du nombre de défaillances de la compagnie d'électricité Pékin 2013 et 2014 analyse de caractéristique de CAP, le nombre de défaillances par la décharge partielle de la deuxième plus grande [1] le nombre total de défauts dans l'armoire de commande. Par conséquent, l'appareillage d'isolement est détecté en charge de prendre les précautions appropriées sont nécessaires.

Lorsque la décharge partielle de commutation se produit, l'énergie du champ électrique dû à des raisons de niveau de potentiel point de masse adjacent à la partie métallique de l'ensemble du sol, ce sera la formation d'un courant [2] sur la surface du dispositif. Etant donné que la décharge intermittente, le courant est en constante évolution, en fonction de la théorie de Faraday, les changements dans le courant va produire un champ magnétique, est formé un champ électromagnétique dans l'espace de propagation de l'onde électromagnétique. La présence de l'appareil de commutation de métal, la décharge partielle électromagnétique se propage à travers la surface extérieure de la discontinuité, on peut détecter la tension de masse transitoire (TEV) [3] fixé au boîtier métallique par un condensateur. Transient procédé de détection de décharge partielle de tension de masse présente les avantages d'une haute sensibilité, sensible à la vitesse de variation des caractéristiques des impulsions de décharge partielle, industrie de l'énergie pour devenir le plus important de détection de décharge partielle.

ARM9 utilisé ici comme une configuration maître, le module de pré-traitement et le module radio interactive système de détection de décharge partielle portable en ligne.

1 conception globale du système

l'architecture générale du système illustré à la figure 1. Le système se compose d'un module de pré-traitement du signal, et des modules interactifs. Module de prétraitement de signal comprend un capteur, un amplificateur, un filtre et un détecteur de crête. La surface d'onde du capteur couplé à l'armoire de commande, le filtre pour filtrer le bruit amplificateur pour améliorer le signal d'entrée de bruit pour le détecteur de crête détecte les pics des ondes électriques. module interactif ARM2440 Le module prétraiter plate-forme de développement d'applications rédigera données collectées et traitées et stockées sous la forme d'un diagramme dans le domaine temporel affiché sur l'écran LCD. L'utilisateur peut définir les paramètres par le module de contact de l'équipement de détection de décharge partielle.

Circuit de matériel 2 module de pré-traitement

capteur 2.1TEV

Armoire de décharge partielle interne de l'onde radio peut toujours y avoir une propagation de l'enveloppe métallique extérieure. Dans la paroi extérieure de l'enveloppe métallique, il peut être détecté par un capteur capacitif est placé sur le sol au signal de tension transitoire [4]. Les capteurs capacitifs sont disposés sur la surface de cuivre mince de l'armoire de commande, l'électrode métallique, diélectrique de condensateur est ajoutée entre l'électrode métallique et l'armoire de distribution, former un condensateur C1, le signal d'onde radio peut être couplé à la détection fournie par le condensateur C1 le condensateur C2. Capteur principe du circuit représenté à la figure 2.

2,2 circuit de détection de filtre

Switchgear leur environnement rempli de bruit ou d'interférence, pour être en mesure de signaux à haute fréquence coupler efficacement pour éviter les interférences avec d'autres signaux dans la station, les besoins de signal à prétraités avec filtre [5]. La plage de fréquences de bande passante du filtre est de 10 MHz ~ 60 MHz.

Cette conception basée sur un R de filtre passif, les éléments C, le schéma de circuit représenté sur la figure, une paroi extérieure métallique C1 de la configuration du capteur de commutation 3 condensateur équivalent, C2 est un condensateur de filtrage, C3 est un condensateur de couplage, par choix raisonnable valeur disponible C2 correspondant à la fréquence de coupure supérieure, un ensemble raisonnable R3, C3 une valeur appropriée de la partie inférieure fréquence de coupure peut être obtenue.

2.3 conception de circuit préamplificateur

Le signal radio est un signal d'impulsion à haute vitesse, la plage de variation de tension instantanée de quelques millivolts à quelques volts, par conséquent, le circuit d'amplification de signal radio doit avoir une bande passante élevée, une large gamme dynamique et les caractéristiques de grossissement réglable. Cette puce de circuit amplificateur de sélection UA733 que la puce de base. La puce ayant une entrée différentielle, une sortie différentielle des deux amplificateurs opérationnels vidéo, le circuit de rétroaction série interne de telle sorte qu'elle a une grande largeur de bande, une faible distorsion et les performances de stabilité de grossissement, un émetteur circuit suiveur conçu pour délivrer en sortie un bon performance, un circuit de connexion simple seulement après il y aura 10 V / V ~ 400 V / V gain stable et une compensation de fréquence n'est pas nécessaire. Le principe du circuit de l'amplificateur représenté sur la figure 4, l'amplificateur connexion de sortie asymétrique entrée à deux extrémités, à partir de la borne d'entrée négative de la puce de l'amplificateur, par l'intermédiaire du circuit de filtre entre le signal de sortie de la broche de puce d'amplificateur GAIN ADJ1A et GAIN ADJ 1B résistance en série, règle le gain de l'amplificateur, le gain d'amplification est de 26 dB. Afin de répondre à la stabilisation du point de fonctionnement de repos de l'amplificateur opérationnel, la borne positive de l'amplificateur opérationnel résistance 51 en série et ensuite à travers le sol, la borne positive de la résistance série.

2.4 Conception du circuit de détection de crête

Cette conception peut réaliser un circuit pour un circuit d'extraction de niveau de crête de l'onde radio, et un pic circuit de comparaison de ce circuit génère une onde de référence par le niveau de crête à la composition.

Les lignes directrices de la société EA Technology par l'onde radio induite tension transitoire à la terre est divisée en 61 niveaux. Mesurée dans la plage de 0 à 60 dB, par la formule (1) obtenu pic de décharge partielle est dans la gamme de 1 mV ~ 1 V.

La valeur de mesure (dB) = pic de décharge partielle 20log 1 mV (1)

En se référant au niveau de crête de l'onde radio par le circuit de génération de signal PWM est émis par la plaque développée, à travers gain unitaire deuxième filtre passe-bas d'ordre une source de tension commandée en tension pour réaliser une conversion N /, générant de ce fait un niveau de crête correspondant. ARM2440 bord a cinq temporisateur 16 bits, dans lequel le temporisateur a une broche de sortie externe 0,1,2,3 (GPB0 ~ GPB3), peut être commandé par une broche de sortie de temporisateur périodique haute et basse, fonction PWM peut être obtenue. Lorsque la conception du filtre actif, en prenant en compte les exigences de faible puissance du dispositif portable, avec double rail de micropuissance à l'entrée du rail et l'amplificateur opérationnel de sortie. niveau de crête circuit de génération de schéma de principe représenté sur la figure 5.

Par la valeur de crête élevée circuit de comparaison est principalement double entrée de comparateur différentiel 2 et 4 et la porte NON-ET à puce intégrée de R positive correspondante, C les composants de la composition. Comparateur différentiel à grande vitesse a un retard de propagation est inférieure à 12 ns, l'entrée de grille et des interfaces de sortie sont compatibles avec les caractéristiques du circuit TTL. La fonction principale du comparateur différentiel est une sortie différentielle et le niveau de référence de crête par rapport préamplificateur. La porte NON-conception de la puce intégrée et est principalement utilisé pour la porte NON-bascule RS, la valeur de sortie du comparateur différentiel est verrouillé et de sortie bascule RS en tant que source d'interruption externe ARM2440 EINT0. Un pic schéma de circuit de comparaison représenté à la figure, le comparateur différentiel figure 6 est introduit dans le signal de rétroaction positive afin d'améliorer le taux de conversion, lorsque le signal de sortie est augmentée par le réseau de rétroaction positive, la différence entre le signal d'entrée et le signal de comparaison augmente rapidement . niveau de référence TP9 est entrée, le niveau de 60 dB et 0 dB diminuant changements, lorsque le pic de l'onde est détectée, la sortie de crête du comparateur est interrompue EINT0 active (actif bas) par un verrou externe permettra , qui est intégré dans le processeur d'interruption est reçu, la valeur de niveau de référence de lecture à ce moment, et analogues de fonctionner dans le domaine temporel. TP11 est principalement utilisé pour le port d'entrée asynchrone est réglé sur la fonction « 1 », lorsque TP11 est faible, RS sortie de la bascule est élevée, invalidé une interruption EINT0 externe, afin de détecter un niveau de crête subséquente.

3 partie logicielle

3.1 pour atteindre un niveau de crête sur la base PWM

Celui-ci utilise de conception ARM2440 carte de développement pour obtenir une impulsion de modulation de largeur minuterie 0, le temporisateur de 0 à 2, en utilisant l'horloge système à fréquence divisée PCLK comme une entrée d'horloge, chaque compte de temps de 0,02 ms. En utilisant trois minuterie registre 16 bits TCNTB, fonction TCMPB PWM complète et TCON. TCNTB registre cache est la minuterie qui la fonction de minuterie est de stocker une valeur de comptage initiale, lorsqu'un compteur est décrémenté à 0, le temporisateur de requête d'interruption est généré pour informer le fonctionnement de la minuterie d'unité centrale de traitement est terminée, ce temps correspondant à la valeur de charge TCNTB décompteur poursuivre l'opération suivante. TCMPB est la minuterie comparer cache de registre, pour la modulation de largeur d'impulsion, lorsque la valeur de la valeur décompteur du registre comparaison correspond à la logique de commande de temporisation modifie le niveau de sortie. TCON est un registre de commande de minuterie, une sortie PWM est continu, il est nécessaire de laisser le mode de minuterie d'auto-rechargement, à savoir lorsque le compteur de temporisation est décrémenté à 0, le temporisateur gestionnaire d'interruption et met à jour automatiquement TCNTB TCMPB.

TCNTB TCMPB registre des valeurs initiales et, pour atteindre le niveau de crête et la valeur des registres TCNTB TCMPB doit satisfaire à la formule (2):

Niveau (dB) = 60 + 20logTCNTB-TCMPBTCNTB (2)

0 minuterie initialisé par les étapes suivantes:

(1) bits de registre de TCON configuré comme un chargement manuel 1, TCNTB TCMPB et pour mettre à jour le compteur interne;

(2) bits de registre TCON configurés comme un auto-rechargement, réalisant ainsi une impulsion continue largeur fonction de modulation;

(3) bits de registre TCON configurés comme une impulsion de sortie inversée commence à un niveau élevé;

(4) bits de registre de TCON configuré pour démarrer;

(5) jeu de registres TCON de chargement manuel, la minuterie a commencé.

Après la configuration ci-dessus, les broches de sortie PB0 minuterie 0 est configurée pour le mode de sortie PWM, la sortie PWM peut être effectuée. Sur la base du niveau de crête de l'organigramme du programme de PWM représenté sur la Fig.

3.2 systèmes embarqués et la conception d'interface utilisateur graphique

Un système embarqué est un système informatique spécial, dont la technologie informatique, l'application centrée. Intégré présente de nombreux avantages par rapport à l'ordinateur à usage général, d'abord rationaliser sa structure, la fonction plus personnalisée, suivie d'un système embarqué peut exécuter le système d'exploitation, mais il a aussi une faible consommation d'énergie, de petite taille et les caractéristiques [6]. Ce projet utilise en tant que plate-forme pour carte de développement S3C2440, conseil de développement design ultra-compact, en prenant très peu d'espace, et par la broche fiche double espacement 1,27, qui non seulement conduit à plus broche de signal de CPU, mais aussi pour assurer un fonctionnement stable sous de fortes vibrations dans l'environnement de travail, idéal pour les terminaux de réseau, de voitures, d'essais et d'autres domaines.

applications de systèmes embarqués environnement de développement logiciel est le conseil de développement de matériel cible et l'hôte (PC) posé. Système d'exploitation et le logiciel d'application est en cours d'exécution sur le conseil de développement, et la nécessité de compléter le système d'exploitation hôte carte de base du noyau en cours d'exécution compilé la transplantation, le développement d'applications et de débogage. Système complet d'exploitation Conseil de développement du noyau lors de la transplantation du compilateur de la plate-forme Ubuntu14.04. Sur la plate-forme QT / intégré pour écrire et tester l'application, selon la dernière plate-forme matérielle de ARM2440, compilateur croisé pour les applications embarquées. Le logiciel d'application schéma fonctionnel représenté sur la Fig.

4 application de champ

Appareillage pour la détection de décharge partielle à l'aide du présent ensemble de dispositifs dans le domaine, les résultats montrés sur la Fig. Système vert, jaune et rouge, respectivement, représentent le niveau de crête de l'onde 3 plage de niveau (vert: 0 ~ 19 dB, jaune: 20 ~ 27 dB, rouge: 28 ~ 60 dB). La figure 9 montre en courant de crête instantané rectangulaire à détecter des ondes radio. La figure 9 montre le coin inférieur droit de paramètres caractéristiques associés au signal radio, « nombre d'impulsions » indique le nombre d'impulsions dans une période d'essai (2 s), une « impulsion / période » est la période du nombre d'impulsions de fréquence; « gravité » la sévérité de courte durée de décharge partielle, la formule spécifique telle que la formule (3).

Gravité = TEV courte amplitude d'impulsions par semaine x (3)

5. Conclusion

Dans ce document, la conception du système de détection d'onde, a proposé une structure du capteur de TEV conçu pour détecter l'onde radio du circuit de détecteur de pic, et pour la construction avec succès d'un système de détection d'onde. Une fois le réseau de distribution dans le domaine des essais répétés de l'appareillage, les résultats montrent que la conception de l'instrument a une bonne précision et la portabilité, peuvent rapidement et efficacement détecter la gravité de l'appareillage de décharge partielle.

références

[1] Wong Sze chargé 0,10 kV analyse partielle de la technologie de détection de décharge et de simulation de commutation étude [D] de Pékin: Beijing Jiaotong University, 2015.

. [2] FORCES Application du dispositif de détection de décharge partielle dans la distribution des défauts dans la recherche [J] Chinese nouvelles technologies et de produits, 2011 (22): 154.

[3] Luo Jie Yi Basé sur 10 kV isolés technologie de commutation pour évaluer l'état de la tension transitoire et le contrôle par ultrasons [D] Guangzhou: South China University of Technology, 2010.

[4] Yepei Lin en partie basée sur les principes de l'appareillage de détection radio et la localisation décharge [D] Guangzhou: Chine du Sud University of Technology, 2014.

[5]. Jin Ying, Jia Zhijie, Chen Ke Na, comme un appareil de commutation de l'équipement de détection de décharge partielle portable conception [J] ses applications, 2015,34 (12): 20-22,26.

[6]. Du couronne sur la migration du système Linux embarqué basé sur ARM et la mise en uvre [D]: Université Huazhong des Sciences et de la technologie, 2006.