变电站工频电磁环境信息监测系统设计

作     者：汤紫霖 

作者单位：武汉理工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：许湘莲

授予年度：2014年

学科分类：080802[工学-电力系统及其自动化] 0808[工学-电气工程] 08[工学] 

主      题：变电站 工频电磁场 温湿度 监测系统 

摘      要：随着我国经济建设的快速发展和人们生活水平的不断提高，用电量的需求也在不断加大，电力企业也加快了我国高等级电压输电线路和变电站的建设和发展，输电工程的电压等级由以前的110kV、220kV发展到目前的500kV、750kV甚至1000kV的高等级电压，这些变电站在供给城市电能的同时，由此引起的电磁污染也会给周围居民和环境带来影响。长期处于超标的电磁辐射下，导致人神经衰弱，患肿瘤增加等问题。本文通过对工频电场和工频磁场的测量原理和方法进行比较，设计了一套变电站工频电磁环境信息监测系统。本文主要的研究内容如下： （1）对工频电磁场进行了研究，对平行板型电场方法进行了深入研究。通过对选用材料的参数计算以及理论推导，获得平行板传感器输出与所处环境中工频电场强度的比例关系，并且进一步推理出外接测量电容后的影响。对磁阻测量方法进行了研究，然后对测量工频磁场的各项异性磁阻传感器进行了理论推导，获得磁阻传感器输出与工频磁感应强度大小的比例关系。 （2）在对工频电场、工频磁场以及可听噪声的测量原理深入分析的基础上，对系统传感器选择、信号调理电路、电源电路、通信电路等硬件电路进行了详细设计，另外对温湿度传感器、气压传感器等数字传感器的外围电路进行了选型和设计。 （3）然后在对温湿度、气压传感器进行了研究，了解其工作原理，并进行了模块化编程，并相应设计了单片机AD程序等部分的程序，利用C#编程语言编写上位机接收显示程序。 （4）在完成硬件调试和软件设计之后，并对监测系统进行整体调试，包括接收显示和通讯测试。然后利用标准工频电磁场的特点，搭建了工频电磁环境，然后利用此标准环境进行标定测试，验证监测装置的灵敏度、线性度的优良特性，最后应浙江省电力公司的委托，对某变电站进行实地考察，并将系统应用在现场。