变压器放电在线检测系统设计.ppt

系统总体框架图 模数转换电路 采用TI公司的TLC5540，芯片的特点是： 8位分辨率 最高转换速率达40Mps 具有内部采样和保持功能 接口简单、方便 GPRS无线通讯模块 数据采集子程序流程图 GPRS通信流程图 变压器放电在线检测系统设计毕业答辩 姓 名： 专 业： 指导老师： 超声传感器 信号处理 模数转换 AT89C51 串口电路 GPRS无线通信 上位机显示 硬件系统框架图 超声定位检测原理： （1）超声传感器采集放电点发出的超声信号。 （2）对所采集的超声信号进行滤波模数转换处理。 （3）对转换后的超声信号进行模式识别判断放电类型和放电量的大小。 （4）对转换后的超声信号进行延时计算，计算出超声信号到达各个不同的传感器之间的时间差。 （5）根据计算出的时间差和传感器的空间坐标利用定位算法计算出放电点的位置。 （6）将计算出的放电点位置，利用三维图像显示在相应的变压器模型里面。 超声波接收电路 信号处理电路： 信号处理电路图 单片机控制： 在本硬件系统设计过程中采用AT89C51单片机作为高速数据采集卡的控制核心。它的主要功能是： （1）使用P1口与主机通信，接收PC机的命令及数据并纠错、解释、存储、执行； （2）送出MCU当前状态信息，以便主机查询； （3）根据机的命令设置控制端口的I/O状态，选择采样速率、是否允许读写RAM等。 通信技术： 光纤通信技术： 光纤通信的原理是：在发送端首先要把传送的信息(如话音)变成电信号，然后调制到激光器发出的激光束上，使光的强度随电信号的幅度(频率)变化而变化，并通过光纤发送出去；在接收端，检测器收到光信号后把它变换成电信号，经解调后恢复原信息。 本系统中由于检测现场具有很强的干扰信号，放电信号从传感器采集到硬件采集系统传输这段时间会有很强的干扰信号。因此为了去除这些干扰信号，结合了光纤通信的许多优点，放电信号采集系统的信号的传输采用了光纤通信。此外数据量大是本系统一个比较难以解决的一个问题。采用一般的电缆线传输，传输时间比较长，利用光纤的传输速度快的优点，可以解决数据量大的问题。 GPRS 通信技术： GPRS 即通用无线分组业务，是一种基于GSM无线系统的无线分组交换技术，提供终端到终端或者终端和互联网之间的无线IP连接。GPRS采用高速无线数据传送技术，数据是以“分组”的形式通过GSM系统的空中信道传送的，并通过IP实现数据终端的高速、远程接入。 系统软件： 请输入内容 软件部分是利用上位机检测出来的一组放电信号，对当前的信号进行数据采集、分析运算，然后对被检测的变压器放电情况进行算法估计，这其中包括：放电的位置，放电的类型以及放电的大小等。该软件部分主要有以下几个模块组成：数据采集模块、算法模块、波形显示模块和GPRS通信模块。 数据采集模块 算法模块 波形显示模块 GPRS通信模块 软件框架结构图 算法模块： 时延计算 互相关时延估计算法基本原理如下： 对于长度为N的序列x1(n)和x2(n)，其相关函数R(n)的频谱R(k) 于x1(n)，x2(n)的频谱X1(k)与X2(k)的共轭相乘R(k)=X1(k)·X2(k). 相关函数的主峰对应的时间就是信号x1(n)和x2(n)之间的时延量。 定位计算 该算法步骤为： (1)给定初始点X0∈R4，精度ε10-6 ，k=0； (2)计算 F(XK)，检验是否满足收敛性的判别准则：|| F(XK)|| ≤ε，若满足，则停止迭代，得点XN ≈ XK，即为极值点；否则进行(3)； (3)令SK = - F(XK)，从X K出发，沿SK进行一维有哪些信誉好的足球投注网站，即求λK，使得： (Xk+λρSK) (4) 令XK+1=XK+λKSK,K=K+1 (5) 判断第 k+1 次与第 k 次的梯度向量是否正交或接近正交，即判断是否满足正交条件：| F(XK) F(XK)|≤0.1,若没有正交(即振荡现象)，则进行(2)；否则进行(6)； (6) 进行牛顿迭代，计算F(XK)，若|| F(XK)|| ≤ ε则停，输出XK;否则，进行(7)； (7) 计算 SK=-|2 F(XK)|-gK。 显示模块： 波形显示设计 变压器模型显示设计 变压器放电模型侧面图显示 变压器放电模型俯视显示