10KV输电线路电压监测Word文档下载推荐.docx
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尽量少停电不停电检修。
提供可靠平安的供电模式，以提高电能效劳质量为中心打造新打造新电力为中心。
全面开展了多方面的电力检修及检测手段。
为保证电力系统的平安运行，对系统的重要设备的运行状态进展监视与检测【4】。
监测的目的在于及时的发现设备的各种劣化过程的开展，以求在可能出现故障或性能下降到影响正常工作之前，及时维修、更换，防止发生危机及平安的事故。
电力设备在运行中经受电的、热的、机械的负荷作用，以及自然环境〔气温、气压、湿度以及污秽等〕的影响，长期工作会引起老化、疲劳、磨损，以致性能逐渐下降，可靠性逐渐降低。
设备的故障率逐渐增大，可能危及系统的平安运行，必须对这些设备的运行状态进展监测。
以前由值班人员经常巡视，凭其外观现象、指示仪表等进展判断，发现可能的异常，防止事故的发生；
电力设备状态监测的传统方法是经常性的人工巡视与定期预防性检修、试验。
设备在运行中此外，定期对设备实施停顿运行的例行检查，做预防性绝缘试验和机械动作试验，对其机构缺陷及时做出处理等。
这种经常巡视与定期检修的制度对于电力设备的平安运行起了重要的保障作用
随着传感器技术与计算机技术的开展，电力设备的状态监测方法向着自动化、智能化的方向开展，设备的定期检修制度向着预警式检修制度开展。
电力设备状态的监测涉及面广，大量的非电量〔热学、力学、化学参量等〕需要各种相应的传感器，传感器技术的开展为此提供了可能。
随着实用传感元件的出现，装备各种传感器的具有状态监测功能的新型电力设备是构成自动化的电力系统的根底。
微电子技术与计算机技术的开展，为传感信号的记录、处理与判断提供了有力的工具，此外还可以执行你要的控制操作，为电力系统的智能化控制提供了可能。
在线检测的主要困难在于不能影响设备的运行状态。
输电线路是在电力系统中运行的，通常工作于高压状态，检测系统必须与高压工作部位可靠隔离，通过外部状态检测进展判断。
适用的传感方法或判断手段是实现在线监测的保障。
应用各种电量、非电量的传感方法，可检测线路的状态。
如利用辐射传感器来检测线路的发热、放电〔发光〕，可判断过热与局部放电现象；
利用声与振动传感，可检测输电线路的放电等故障。
由于运行设备一般处于工业环境下，各种干扰不可防止，传感信号往往掺杂着干扰信号，因此测量信号的处理、判断是十分重要的，而对于设备状态的判断，往往需要多方面的信号综合判断。
对于各种不同的设备，需要特定的处理与处理程序，这种程序是通过计算机系统完成的，通常是一种专家系统。
红外线技术测控技术是基于自然界中一切温度高于绝对零度的物体，时时刻刻都辐射红外线，通过检测红外辐射，分析载有物体的特征信息，从而实现被检测目标的判断。
红外线检测技术现在虽然应用比较广泛，但是还是有一定的缺陷。
比方说，如果在镜头前面加一块透明玻璃，那么玻璃背后的所有东西的温度都将无法测到。
除非是在电缆头热量相当大的、直辐射的才能看得到。
通过简简单单的检测设备的介绍，我们大家可能对监测系统还是很陌生，但是有了对设备监测的初步了解，对于本次整个设计来说有了相当的帮助。
在以下的章节中会重点介绍、详细介绍检测设备的构成与功能。
第三章传感器的选用
3.1传感器的定义
人们通常将能把非电量转换为电量的器件称为传感器〔Sensor〕。
传感器实际上是一种功能块，其作用是将来自外部的各种信号转换成电信号，它是实现测试与自动控制系统的首要环节。
如果没有传感器对原始参数进展准确可靠地测量，那么，无论是信号转换还是信号处理，或者最正确数据的显示和控制都无法实现。
传感器技术是现代信息技术的主要容之一，信息技术包括计算机技术、通信技术和传感器技术。
计算机和通信技术开展极快，相当成熟，对此运用自如的工程技术人员也非常多。
但精通而灵活使用传感器技术的工作者却很少，这是因为传感器应用技术都需要使用模拟技术，而模拟技术有很多问题难以解决。
为了适应现代科技的开展，世界众多国家都把传感器技术列为现代的关键技术之一【1】。
传感器的变换原理和种类繁多，应用也千差万别，因此具体应用中传感器的解决方案一般都有多种选择。
不断地出现新型传感元件和信号调理器为传感设计和应用需求，需要根据具体任务要求，不断地改良或提出新的解决方案或设计新的传感器。
因此要求传感器应用者进展自己的设计或改良。
传感器有时亦被称为换能器、变换器、变送器或探测器，其主要特征是感知和检测某一形态的信息，并将其转换成另一形态的信息，当然这里的信息应包括电量或非电量。
因此，传感器是指对被测对象的某一种确定信息具有感受〔或响应〕与检出功能，并能按一定规律转换成对应的有用输出信号的元器件或装置。
当然，将非电量转换成电信号并不是唯一的形式。
从开展的眼光来说，将非电量转换成光信号或许更为有利。
3.2传感器的作用及其分类
1〕传感器的作用
〔1〕信息的收集。
科学研究中的计量测试，产品制造与销售中心所需的计量等都要通过测量来获得准确的定量数据。
对于某种特定的要求，需检测目标物的存在状态，把状态信息转换成为数据。
对系统或装置的运行状态进展监测，由传感器来实现。
发现异常情况时，发出警告信号并启动保护电路工作，这样可以使系统或装置正常工作并进展平安管理。
判断产品是否合格，或人体各局部的异常诊断等都需由传感器的测量来实现。
〔2〕信息数据交换。
把以文字、符号、代码、图形等多种形式记录在纸或胶片上的信号数据转换成计算机、机等易处理的信号数据，或者读出记录在各种媒介上的信息并进展转换。
例如，磁盘与光盘的信息读出磁头就是一种传感器。
〔3〕控制信息采集。
检测控制系统处于某种状态的信息，并由此控制系统的状态，或者跟踪系统变化的目标值。
2〕传感器的分类
根据传感器工作原理，可分为物理传感器和化学传感器二大类：
传感器工作原理的分类物理传感器应用的是物理效应，诸如压电效应，磁致伸缩现象，离化、极化、热电、光电、磁电等效应。
被测信号量的微小变化都将转换成电信号。
化学传感器包括那些以化学吸附、电化学反响等现象为因果关系的传感器，被测信号量的微小变化也将转换成电信号。
有些传感器既不能划分到物理类，也不能划分为化学类。
大多数传感器是以物理原理为根底运作的。
化学传感器技术问题较多，例如可靠性问题，规模生产的可能性，价格问题等，解决了这类难题，化学传感器的应用将会有巨大增长。
按照其用途，传感器可分类为：
压力敏和力敏传感器、位置传感器、液面传感器、能耗传感器、速度传感器、热敏传感器、加速度传感器、射线辐射传感器、振动传感器、湿敏传感器、磁敏传感器、气敏传感器、真空度传感器和生物传感器等。
按传感器的构成原理，可以分为构造型和物性型两大类。
1）构造型传感器是利用物理学中场的定律构成的，包括力场运动定律、电磁场电磁定律等。
2）物性型传感器是利用物质定律构成的，如欧姆定律等。
在外界因素的作用下，所有材料都会做出相应的、具有特征性的反响。
它们中的那些对外界作用最敏感的材料，即那些具有功能特性的材料，被用来制作传感器的敏感元件。
从所应用的材料观点出发可将传感器分成以下几类：
（1）按照其所用材料的类别分为：
金属、聚合物、瓷、混合物
（2）按材料的物理性质分为：
导体、绝缘体、半导体、磁性材料
（3）按材料的晶体构造分为：
单晶、多晶、非晶体材料等
与采用新材料严密相关的传感器开发工作，可以归纳为下述三个方向：
（1）在的材料中探索新的现象、效应和反响，然后使它们能在传感器技术中得到实际使用。
（2）探索新的材料，应用那些的现象、效应和反响来改良传感器技术。
（3）在研究新型材料的根底上探索新现象、新效应和反响，并在传感器技术中加以具体实施。
现代传感器制造业的进展取决于用于传感器技术的新材料和敏感元件的开发强度。
传感器开发的根本趋势是和半导体以及介质材料的应用密切关联的。
3.3传感器的选用原那么
传感器千差万别，即使对于同种类的测定量也可采用不同工作原理的传感器，因此，要根据需要选用最适宜的传感器。
1）根据测量对象与测量环境确定传感器的类型
要进展—次测量工作，首先要考虑采用何种原理的传感器，这需要分析多方面的因素之后才能确定。
因为，即使是测量同一物理量，也有多种原理的传感器可供选用，哪一种原理的传感器更为适宜，那么需要根据被测量的特点和传感器的使用条件考虑以下一些具体问题：
量程的大小；
被测位置对传感器体积的要求；
测量方式为接触式还是非接触式；
信号的引出方法，有线或是非接触测量；
传感器的来源，国产还是进口，价格能否承受，还是自行研制。
在考虑上述问题之后就能确定选用何种类型的传感器，然后再考虑传感器的具体性能指标。
2）灵敏度的选择
通常，在传感器的线性围，希望传感器的灵敏度越高越好。
因为只有灵敏度高时，与被测量变化对应的输出信号值相比较大，有利于信号处理。
但要注意的是，传感器的灵敏度高，与被测量无关的外界噪声也容易混入，也会被放大系统放大，影响测量精度。
因此，要求传感器本身应具有较高的信噪比，尽量减少从外界引入的干扰信号。
传感器的灵敏度是有方向性的。
当被测量是单向量，而且对其方向性要求较高，那么应选择其他方向灵敏度小的传感器；
如果被测量是多维向量，那么要求传感器的穿插灵敏度越小越好。
3）频率响应特性
传感器的频率响应特性决定了被测量的频率围，必须在允许频率围保持不失真的测量条件，实际上传感器的响应总有—定延迟，希望延迟时间越短越好。
传感器的频率响应高，可测的信号频率围就宽，而由于受到构造特性的影响，机械系统的惯性较大，因有频率低的传感器可测信号的频率较低。
在动态测量中，应根据信号的特点（稳态、瞬态、随机等）响应特性，以免产生过火的误差
4）线性围
传感器的线形围是指输出与输入成正比的围。
以理论上讲，在此围，灵敏度保持定值。
传感器的线性围越宽，那么其量程越大，并且能保证一定的测量精度。
在选择传感器时，当传感器的种类确定以后首先要看其量程是否满足要求。
但实际上，任何传感器都不能保证绝对的线性，其线性度也是相对的。
当所要求测量精度比较低时，在一定的围，可将非线性误差较小的传感器近似看作线性的，这会给测量带来极大的方便。
5）稳定性
传感器使用一段时间后，其性能保持不变化的能力称为稳定性。
影响传感器长期稳定性的因素除传感器本身构造外，主要是传感器的使用环境。
因此，要使传感器具有良好的稳定性，传感器必须要有较强的环境适应能力。
在选择传感器之前，应对其使用环境进展调查，并根据具体的使用环境选择适宜的传感器，或采取适当的措施，减小环境的影响。
传感器的稳定性有定量指标，在超过使用期后，在使用前应重新进展标定，以确定传感器的性能是否发生变化。
在某些要求传感器能长期使用而又不能轻易更换或标定的场合，所选用的传感器稳定性要求更严格，要能够经受住长时间的考验。
6）精度
精度是传感器的一个重要的性能指标，它是关系到整个测量系统测量精度的一个重要环节。
传感器的精度越高，其价格越昂贵，因此，传感器的精度只要满足整个测量系统的精度要求就可以，不必选得过高。
这样就可以在满足同一测量目的的诸多传感器中选择比较廉价和简单的传感器。
如果测量目的是定性分析的，选用重复精度高的传感器即可，不宜选用绝对量值精度高的；
如果是为了定量分析，必须获得准确的测量值，就需选用精度等级能满足要求的传感器。
对某些特殊使用场合，无法选到适宜的传感器，那么需自行设计制造传感器。
自制传感器的性能应满足使用要求
3.4传感器测量根底
由于传感器会影响整个检测或测量系统的特性，因此合理恰当地描述系统的性能很重要。
测量理论是描述传感器和检测系统性能和进展测量数据处理的根底。
传感与检测是实现自动控制、自动调节的关键环节，它是与信息系统的输入端相连的，并将检测到的信号输送到信息处理局部，是感知、获取、处理与传输的关键。
检测技术是研究自动检测系统中的信息提取、信息转换以及信息处理的理论和技术为主要容的一门应用技术。
检测技术的任务是寻找与自然信息具有对应关系的种种表现形式的信号，已确认二者之间的定性、定量关系；
从反映某一信息的多种信号表现中挑选出最适合所处条件的表现形式，以及寻求最正确的采集、变换、处理、传输、存储、显示等方法和相应设备。
第四章.周期小信号的数字化
随着数字技术，特别是计算机技术的飞速开展与普及，在现代控制、通信及检测领域中，对信号的处理广泛采用了数字计算机技术。
由于系统的实际处理对象往往都是一些模拟量〔如温度、压力、位移、图像等〕，要使计算机或数字仪表能识别和处理这些信号，必须首先将这些模拟信号转换成数字信号。
模拟信号是指信息参数在给定围表现为连续的信号。
或在一段连续的时间间隔，其代表信息的特征量可以在任意瞬间呈现为任意数值的信号
数字信号指幅度的取值是离散的，幅值表示被限制在有限数值之。
二进制数就是一种数字信号。
二进制数受噪声的影响小，易于有数字电路进展处理，所以得到了广泛的应用【8】。
在模拟信号处理时，需要对其进展放大，故需了解一下放大电路。
4.1放大电路根底
用来对信号进展放大的电路称为放大电路，习惯上称为放大器，它是使用最为广泛的电子电路之一，也是构成其他电子电路的根本单元电路。
根据用途以及采用的有源放大器件的不同，放大器的种类很多，它们的电路形式以及性能指标不完全一样，但它们的根本原理是一样的。
放大电路的主要性能指标有放大倍数、输入电阻、输出电阻等。
1〕放大倍数
放大倍数是衡量放大电路放大能力的指标，它是电压放大倍数、电流放大倍数和功率放大倍数等表示方法，其中电压放大倍数的应用最多。
放大电路的输出电压u与输入电压u之比，称为电压放大倍数。
放大电路的输出电流i与输入电流i之比，称为电流放大倍数。
放大电路的输出功率p与输入功率p之比，称为功率放大倍数。
2〕输入电阻
放大电路的输入电阻是从输入端向者放电路看进去的等效电阻，它等于放大电路输出端接入实际负载电阻R后,输入电压u与输入电流i之比。
3〕输出电阻
对负载而言，放大电路的输出端可等效成为一个信号源，在输入信号源电压短路保存信号源阻、负载开路时，有输出端向放大电路看进去的等效电阻称为输出电阻。
4.2A/D转换
现在的软件无线电、数字图像采集都需要有高速的A/D采样保证有效性和精度，一般的测控系统也希望在精度上有所突破，人类数字化的浪潮推动了A/D转换器不断变革，而A/D转换器是人类实现数字化的先锋。
A/D转换是指将模拟输入信号转换成N位二进制数字输出信号的过程。
第五章.单片机及其应用
5.1单片机的概念
单片机就是在一块半导体硅片上集成了微处理器〔CPU〕存储器〔RAM、ROM、EPROM〕和各种输入、输出接口〔定时器/计数器、并行I/O口、串行口、A/D转换器以及脉宽调制器等〕，这样一块集成电路芯片具有一台计算机的属性，因而被称为单片机【6】。
单片机主要应用于测控领域，用以实现各种测试和控制功能，多把单片机称为微控制器MCU。
5.2单片机的组成与特点
随着计算机微型化的需要，把微型计算机的中央处理器〔CPU〕、储存器、输入/输出〔I/O〕接口等根本功能不见集成在一块半导体芯片上，即成为单片机。
单片机除了具备一般微型计算机功能外，为了增强实时控制能力，绝大局部单片机的芯片上还集成有定时器/计数器，某些单片机还带有A/D转换器等功能部件，是单片机能满足多功能看哦哦你固执的要求。
MCS-51单片机部构造图
单片机的特点之一是具有非常有效的控制功能。
单片机不单是有效的数据处理机，而且是一个功能很强的过程控制机，只要加上少量的输入/输出设备或驱动电路，就可构成一个使用系统，满足各种应用领域的需要，把硬件功能软件化。
所以，单片机具有集成度高、体积小、功耗低、系列齐全、功能扩展容易、使用灵活方便、抗干扰能力强。
性能可靠、价格低廉等特点〔6〕。
5.3MCS-51程序设计
单片机程序设计多采用汇编语言编写，同时也可采用C语言等高级语言编程。
汇编语言是符号化的机器语言。
高级语言是接近自然语言和数学语言的算法语言，具有直观、通用等特点。
相对于高级语言，机器语言和汇编语言属于低级语言。
用低级语言编写程序需要完成【2】。
1）程序设计步骤
程序设计有时可能是一件很复杂的工作，为了把复杂的工作条理化，就要有相应的编写程序步骤和方法。
汇编语言程序设计的步骤主要非为以下几步。
1.分析问题，确定算法
首先对需要解决的为题进展具体的分析。
例如，解决问题的任务是什么？
工作过程是什么？
的数据，对运算的精度和速度方面的要什么?
找出合理的计算方法及适当的数据构造。
有时，可能有几种不同的算法，在编写程序之前，先要对不同的算法进展分析、比较，找出最适宜的算法。
2.根据算法，画出程序框图
画程序框图可以把算法和解决问题的步骤逐步具体化。
通过程序框图，把程序中具有一定功能的歌局部有机地联系起来。
从而使人们能够抓住程序的根本线索，对全局有完整的了解。
这样，设计人员容易发现设计上的错误和矛盾，减少出错的可能性。
显得更加完善。
3.分配存工作及有关端口地址
分配存工作区，尤其是片RAM的分配，把存区、堆栈区、各种缓冲区要合理的分配，并确定每个区域的首地址，便于编程使用。
要确定外部扩展的各个I/O端口的地址、分配I/O接口线。
4.编写程序
根据程序框图所表示的算法和步骤，选择适当的指令排列起来，构成一个有机的整体，即程序。
在这一步，设计者应在掌握程序的适当位置上加上注释的好习惯。
5.上机调试
上级调试可以验证程序的正确性。
任何程序编写完成后总难免有缺点和错误的，只有上机调试和试运行才能比较容易发现和纠正他们。
编写完毕的程序在上机调试前必须汇编成机器代码，才能调试和运行，调试与硬件有关程序还要借助于仿真开发工具并与硬件连接。
2）实用程序设计
本节介绍在MCS-51单片机应用设计中常用的汇编语言程序设计
目前，在单片机的应用程序设计中，广泛使用的一种方法是构造化的程序设计方法。
采用构造化方法设计的程序，具有程序构造清晰、可读性好、调试方便、可靠性高等优点。
根据构造化程序涉及的观点，功能复杂的程序构造一般常采用以下几种根本构造：
顺序构造、分支构造和循环构造，再加上广泛使用的子程序和中断效劳子程序，共有5种根本的程序构造【2】。
下面简要介绍5种根本的程序构造。
1.顺序构造
顺序构造程序是最简单的程序构造，在顺序构造的程序中既无分支，也无循环，也不调用子程序，程序执行时，程序流向不变，按顺序一条一条地执行指令。
2.分支构造
分支构造的特点是程序中含有转移指令，转移指令有分为无条件转移和有条件转移，因此分程序也可以分为有条件分之程序。
无条件分支程序中含有无条件转移指令，由于此类程序简单，这里不再讨论。
有条件分支程序按构造类型来分，又分为单分支选择构造和多分支选择构造。
3.循环构造
循环构造的特点是程序中含有可以反复执行的程序段，该程序段通常称为循环体。
例如求100个数的累加和，那么没有必要连续安排100条加法指令，可以只用1条加法指令并使其循环执行一百次。
因此循环程序不仅可以大大缩短程序长度和使程序所占的存单元数量少，也能使程序构造紧凑和可读性变好。
4.子程序
在实际的程序设计中，将那些需屡次应用的、完成一样的某种根本运算操作的程序段从整个程序中独立出来，单独编程一个程序段，需要是通过指令进展调用。
这样的程序段成为子程序。
子程序的最后必须以子程序返回指令RET指令完毕。
采用子程序能使整个程序的构造简单，缩短程序的设计时间，减少占用的程序储存空间。
调用的程序成为主程序或条用程序。
5.中断效劳子程序
中断效劳子程序是响应请求某个中断源的中断请求效劳的独立程序段，与子程序类似，不同的是中断效劳子程序必须以中断子程序返回指令RETI指令完毕〔3〕。
5.4单片机的中断应用
1〕中断的概念
中断是指计算机暂时停顿执行原程序转而响应需要效劳的紧急事件〔执行中断效劳程序〕，并在效劳完成后自动返回原程序的过程。
单片机接通电源后将循环执行编制好的程序〔一般为主程序〕，当有外部设备或部部件要求CPU为其效劳时，计算机将被迫“中断〞执行主程序，并记录下暂停处的程序地址〔断点地址〕，然后转去为外部设备效劳，即执行中断效劳程序；
在中断程序执行完毕后自动返回被迫中断主程序的地址，继续执行原程序。
2〕中断源
中断源是指一起中断的设备、部件或事件。
通常中断源有以下几种：
外部设备中断源、控制对象中断源、故障中断和定时脉冲中断源。
3〕中断效劳程序
由于中断程序入口地址之间的存储区较小，因此，采用ORG伪指令来规定该指令后面的目标程序存放的起始地址。
中断源在发出中断请求后，CPU首先将相应的中断标志位置位，然后通过对该标志位进展检测来决定是否响应。
一旦CPU相应某一中断请求后，该中断程序完毕前，必须把它的中断标志位复位，否那么CPU在返回主程序后将再次响应同一中断请求。
中断响应时，硬件返回地址压入堆栈，假设在效劳器程序中使用其他存放器，那么需要在中断效劳程序中保护中断现场。
中断效劳程序的最后一条指令必须是中断返回指令RETI。
5.5定时器的应用
应用定时器/计数器时应注意两点：
一是初始化；
二是计算计数初值。
1〕初始化
初始化步骤如下：
〔1〕根据设计步骤需要首先确定定时器/计数器的工作模式及工作方式，然后将相应的控制字送入TMOD存放器中。
〔2〕计算出计数初始值并写入TH
升级会员 