智能充电电源在FTU中的研究与应用

论文摘要

配电自动化是提高供电可靠性和供电质量、扩大供电能力、实现配电网高效经济运行的重要手段,也是实现智能电网的重要基础之一。随着配电自动化水平的提高,FTU已经成为配电自动化系统中的关键元器件。FTU作为馈线自动化的重要组成部分对于提高供电的可靠性改善供电质量来说至关重要。多年的运行情况证明：FTU长年运行在户外恶劣的环境里,电源是出现问题最多的环节,电源的好坏也成了影响FTU稳定可靠运行的关键。本课题主要针对在FTU中使用的智能充电电源的研究与应用,包括电源双路切换、充电电源和蓄电池三大部分,具备双路切换、供电、储能三大特点。本课题在调研FTU发展现状和分析其发展方向的基础上,从FTU智能充电电源的需求分析出发,阐述了适用于FTU使用的智能充电电源的基本功能和性能,提出了充电电源的设计方案,并从硬件和软件两个方面描述了充电电源的设计实现。本课题采用LM2576作为电源主功率器件,配合PIC系列单片机,实现电源供电及电池的全面智能管理。根据现场安装、调试和维护的需要,对电源的安装和结构进行了设计。本课题软件分为电池管理模块和双电源切换模块等,重点介绍了通过工2C进行通信的电池自动活化模块,并给出了程序流程图。经过型式试验及现场运行试验的验证,本文设计的充电电源模块的功能和性能均达到国家电力行业推荐标准的要求,并已经在企业推广应用。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 配电自动化系统概述
• 1.1.1 配电自动化系统
• 1.1.2 配网自动化系统
• 1.1.3 线路监控终端（FTU）
• 1.2 智能充电电源在FTU中的应用及其发展趋势
• 1.2.1 传统开关电源
• 1.2.2 FTU智能充电电源
• 1.2.3 智能充电电源发展趋势
• 1.3 本文的主要工作
• 第二章 智能充电电源需求分析及方案设计
• 2.1 智能充电电源基本工作原理
• 2.1.1 充电电源取电方式
• 2.1.2 充电电源直流储能方式
• 2.1.3 充电电源双路切换
• 2.2 充电电源需求分析
• 2.2.1 基本功能要求
• 2.2.2 基本性能要求
• 2.3 充电电源硬件设计方案
• 2.3.1 双电源切换模块
• 2.3.2 充电电源模块
• 2.4 充电电源软件设计方案
• 2.4.1 双电源切换模块
• 2.4.2 充电电源模块
• 2.5 充电电源结构设计方案
• 第三章 智能充电电源的硬件设计
• 3.1 充电电源的电路及结构设计
• 3.1.1 充电电源的电路设计
• 3.1.2 双电源切换电路设计
• 3.1.3 PCB设计
• 3.1.4 结构设计
• 3.2 可靠性设计
• 3.2.1 充电电源可靠性设计的必要性
• 3.2.2 提高充电电源可靠性的关键因素
• 3.2.3 充电电源电磁干扰分析
• 3.2.4 充电电源采取的抗电磁干扰措施
• 第四章 智能充电电源的软件设计
• 4.1 PIC系列单片机的特点
• 4.2 主要软件模块功能
• 4.2.1 初始化模块
• 4.2.2 电池活化自动定时模块
• 2C通信模块'>4.2.3 I²C通信模块
• 4.2.4 模拟量采集模块
• 4.2.5 充电故障检测模块
• 4.2.6 电池欠压及保护模块
• 4.2.7 切换去抖动模块
• 4.2.8 电源切换模块
• 第五章 智能充电电源的试验及现场运行
• 5.1 试验内容
• 5.1.1 功能试验
• 5.1.2 性能试验
• 5.2 试验仪器
• 5.3 试验方法
• 5.3.1 功能试验
• 5.3.2 基本性能试验
• 5.3.3 环境及电磁兼容性能试验
• 5.4 试验结果和分析
• 5.4.1 基本测量数据
• 5.4.2 重点测量数据
• 5.4.3 电磁兼容试验
• 5.5 现场运行
• 第六章 结论
• 6.1 总结
• 6.2 下一步工作
• 参考文献
• 致谢
• 学位论文评阅及答辩情况表