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电气智能化第5章

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第5章 智能电器监控器的设计 宋政湘 西安交通大学电器教研室 第5章 智能电器监控器的设计 5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 5.6 5.7 智能电器监控器的功能和硬件模块的划分 中央处理与控制模块的一般结构和设计方法 其他功能模块的结构组成 监控器的时序设计 监控器的软件设计 RTOS概念及其在监控器软件中的实现 本章小结 第5章 智能电器监控器的设计 5.1智能电器监控器的功能和硬件模块的划分 5.1.1 监控器的基本功能 智能监控单元应具备以下6个基本功能: 1．测量和计量功能 2．保护功能 3．监控功能 4．通信功能 5．人机交互功能 6．故障录波功能 第5章 智能电器监控器的设计 5.1智能电器监控器的功能和硬件模块的划分 5.1.2 监控器硬件功能模块的划分 无论是智能电器元件还是智能开关设备，其中的智能监 控器的硬件结构按功能可以分成6个模块： 1.输入模块 2.中央处理与控制模块 3.开关量输出模块 4.通信模块 5.人机交互模块 6.电源模块 第5章 智能电器监控器的设计 第5章 智能电器监控器的设计 第5章 智能电器监控器的设计 5.2中央处理与控制模块的一般结构和设计方法 中央处理与控制模块是智能电器监控器的核心，是实现开关 电器操作智能控制和设备智能监测的关键。 其基本结构应当是一个完整的可编程的数字处理与控制系 统，包括数字处理器件、用于存放程序和各种表格的ROM和存放 数据的RAM、连接处理器件和各种外部设备的I/O接口电路。 第5章 智能电器监控器的设计 5.2.1 中央处理与控制模块结构设计步骤 决定中央处理与控制模块结构的因素主要有两个：要 完成的功能和使用的器件。 基本设计步骤如下： （1）分析智能电器对监控单元的功能要求 （2）根据监控和保护功能确定模块的配置 （3）确定模块的电路结构 常见中央控制模块电路结构有：单处理器多芯片、单 处理器单芯片、单处理器双芯片和多处理器结构。 ①单处理器多芯片结构 PT A/D 电平 指示灯 键盘 保护投退 液晶 CT 转换

总线缓冲驱动器二 CPU 80c196KC BUS

复 位 电 串 口 电

地址 锁存 和译 码器

ROM 掉 电 RAM 总线缓冲驱动器 开关量输入 开关量输出

光隔 光隔 路 路

级 联 信 号 位 置 信 号 脉 冲 计 数 继 电 器 闭 锁 信 号 ②单处理器单芯片结构 ③单处理器双芯片结构 ④多处理器结构 RS232 TMS320LF2407 CAN DSP最 小 系 统 模拟量 输入 ADC WD

通信接口 SPI SCI CAN 电 源 3.3V

开关量 输入

开关量 输出

I / O

SARAM DARAM FLASH &ROM

DSP Core

External Interface 外围接口

晶振 RAM

双 口 RAM (4K x 8) RTC

Serial EEPROM 24C16

MCU

(AT89C55WD)

液晶显示 键盘 (320x240)

(3x3) 人机交互 PLL

实时 时钟

SCI RS422 第5章 智能电器监控器的设计

5.2.2中央控制模块常用处理器件和外围电路芯片 对于不同功能、不同电路结构的中央控制模块，应 选用不同的处理器及其外围电路。 1.常用单片微机： ①常用8位单片机：Intel 8X51系列、ADμC8XX系列。 ②常用16位单片机：Intel公司的MCS8XC196系列。 2.数字信号处理器（DSP） 3.嵌入式MCU：PIC系列MCU、MSP430系列MCU。 4.FPGA 5.可编程外围接口芯片：PSD、CPLD。 第5章 智能电器监控器的设计 5.3 其他功能模块的结构组成 5.3.1 开关量输出模块的结构组成 1.设计要求 开关量输出模块一般由操作控制信号驱动和执行两 部分组成，接在中央控制模块与一次开关元件的操作线 圈之间，使监控器输出的操作控制信号与一次开关元件 操作要求匹配。 第5章 智能电器监控器的设计 通常在输出模块的设计中，应考虑以下几方面的问题： （1）中央控制模块处理器件与输出模块间的电气隔离 （2）处理器件输出端口的驱动电流与输出模块LEC的发 光器LED（一次侧）电流兼容 （3）LEC受光器（二次侧）的工作电压、电流与执行元 件控制电压、电流匹配 （4）监控器开关操作信号输出端口与一次开关元件操作 电路间可靠的电气隔离 （5）输出模块执行元件的输出驱动能力与一次开关元件 操作线圈的功率匹配 第5章 智能电器监控器的设计 5.3.1 开关量输出模块的结构组成 2.常见的开关量输出模块的电路结构 （1）LEC直接驱动的控制继电器输出模块：

U 1

U 2 U

3

G 1

R LEC

G 2

G 3 第5章 智能电器监控器的设计 5.3.1 开关量输出模块的结构组成 2.常见的开关量输出模块的电路结构 （2）增加控制继电器驱动元件的输出模块： U 2

U 3

U 1

G 1

R 1

R 2

LEC

G 2

G 3 第5章 智能电器监控器的设计 5.3.1 开关量输出模块的结构组成 2.常见的开关量输出模块的电路结构 （3）执行元件为电力电子开关器件的输出模块： U 2

U 3

U 1

R1

R 2

LEC

G 1

G

2 G

3 第5章 智能电器监控器的设计 5.3.1 开关量输出模块的结构组成 2.常见的开关量输出模块的电路结构 （4）直接驱动一次开关元件操作线圈的输出模块： U 2

U 1

G 1

R1

R 2

LEC

G 2 第5章 智能电器监控器的设计 5.3.2 通信模块的基本功能和设计原则 监控器的通信模块是实现智能电器网络功能的重要 环节。工作现场的智能电器经监控器的通信模块与电器 智能化通信网络连接，后台管理系统中的计算机（俗称 上位机）通过通信网络与现场智能电器之间交换需要的 各类信息，以完成对工作现场各种智能电器的远方监控 和管理。 第5章 智能电器监控器的设计 5.3.2 通信模块的基本功能和设计原则 1.通信模块的主要功能 （1）使监控器能够识别上位机召唤时发送的地址信息， 以便正确地与上位机建立联系。 （2）保证监控器收发的数据电平与网络物理层要求的信 号电平一致。 第5章 智能电器监控器的设计 5.3.2 通信模块的基本功能和设计原则 2.常用接口标准及其收发驱动器 （1）RS—232—C接口 RS—232—C是数据终端设备与数据电路端接设备间 的接口标准，是一种用于异步传输的接口。 （2）RS-485接口 RS-485是一种多发送器的电路标准，最小型采用一 对信号电缆，可支持32个发送接收器对。 第5章 智能电器监控器的设计 5.3.3 人机交互模块的设计步骤 在智能电器监控器中，人机交互功能包括两个方面： 

 现场操作人员选择需要监视的设备工作状态、设置或修

改某些运行参数和功能；

监控器根据输入的指令输出并显示智能电器的相关运行 状态和数据。 第5章 智能电器监控器的设计 5.3.3 人机交互模块的设计步骤 1.人机交互模块的设计原则 （1）专用性 （2）小型廉价 （3）面板元件接口控制标准化 （4）面板必须便于操作和监视 第5章 智能电器监控器的设计 5.3.3 人机交互模块的设计步骤 2.人机交互模块的设计步骤 （1）操作与显示面板元件的选配 选配的依据就是智能电器对就地操作功能和显示内容 的要求，以及允许的监控器安装空间。 选配方案大致可以有3类： ①只选用PID开关和LED，配合适当面板画面的设计方案： 适合虞体积很小、操作和显示要求非常简单的智能电 器。

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第5章电气设备的预防性试验

第5章电气设备的预防性试验


5.4 局部放电的测试
局部放电的危害： 局部放电将加速绝缘物的老化和破坏，发展到一定程
度时，可能导致整个绝缘的击穿。所以，测定电气设备在 不同电压下局部放电强度与变化规律，能预示设备的绝缘 状态，也是估计绝缘电老化速度的重要依据。
局部放电的检测量： 视在放电量q、放电能量W
衡量局部放电强度的参量： 放电的重复率（放电频率），平均放电电流、平均放电
测量原理： 当被测绝缘子两端电压降低时，放电管的放电频率降低，
发声器中发出的声音频率也变低，于是，仪表读数较小，反 之则较大。（音响式测杆的检出电压范围约为1~20kV。）
5.6 绝缘油的电气试验和气相色谱分析
➢ 绝缘油的电气试验
绝缘油的闪点下降和酸值增加，常由于设备局部过热导 致油分解所致。绝缘油受潮、脏污（如纤维尘埃、碳化等）
对于旋转电机，如果极化指数小于1.5，泄漏指数大于 30，就可以判定为受潮。
测量泄漏电流应注意的事项：
（1）电压的稳定性 直流电压的脉动系数不大于3%，电压降落尽可能低。
（2）测量仪表的保护
（3）杂散电流造成的误差 要求直流高压部分不发生电晕，或者高压引线采用屏蔽
线，被试品的低压极和测量装置用接地屏蔽笼屏蔽起来。
H
Hale Waihona Puke C' 1F
C
' 2
Gx
CN
~
Cx
A u
G
R4
B
R3
D C4
C13
C14
外界电场干扰源
（2）外界磁场的干扰
电桥工作时处在交变磁场中，桥路内将感应出一干扰 电势，也会造成测量结果的不准确。
U
D
R3 A
R4 G
第5章-电路的层次化处理

第5章-电路的层次化处理

Style:端口外形 无箭头 左箭头 右箭头 双向箭头
图5.14 方块电路进出点编辑对话框
第5章 电路的层次化设计
图5.15 放置好端口的方块电路
第5章 电路的层次化设计 图5.16 放置多个方块电路I/O端口
第5章 电路的层次化设计
6. 连接各方块电路 动, 可改变 方块电路的位置。或在方块电路上单击鼠标左 键, 则在方块电路四周出现控制点。用鼠标左键 拖动其中的控制点可改变方块电路的大小。
将系统默认的文件名Sheet1.sch改为 Memory.sch。 绘制子电路图。
电路的输入输出点（Port）
第5章 电路的层次化设计
一个网络与另外一个网络的连接可以通过实际
导线连接，也可以通过放置网络名称使两个网络具 有相互连接的电气意义。放置输入输出点，同样可 实现两个网络的连接，相同名称的输入输出点，可 以认为在电气意义上是连接的。输入输出点也是层 次图设计不可缺少的组件。
。
执行菜单命令Place/Sheet Symbol。
第5章 电路的层次化设计
启动放置方块电路 （Sheet Symbol）命令后, 光标变成十字状, 在方块电 路一角点击鼠标, 再将光标 移到方块图的另一角, 即可 展开一个区域, 点击鼠标, 即可完成该方块图的放置。 点击右键, 即可退出放置方 块电路状态。
系统弹出Choose Document to Place对话框，如图5.20 所示。在对话框中列出了当前目录中所有原理图文件名。
第5章 电路的层次化设计
图5.20 选择电路图对话框
第5章 电路的层次化设计
⑤ 选择原理图后, 屏幕上出现如图5.21所示的对话框, 点击 “No”按钮。
图5.21 选择对话框
第五章：电气工程配管、配线

第五章：电气工程配管、配线


第五章：配管、配线
三、线管配线工程施工 一般规定 管内穿线 导线连接
第五章：配管、配线
一、线管配线-绝缘导线穿在管内敷设 优点：安全可靠，避免腐蚀性气体的侵蚀和机械损伤，更换电线方便。 线管：水煤气管、焊接钢管（以内径计算）、电线管（薄壁管）、普利卡金属套 管、硬塑料管、半硬塑料管、塑料波纹管、软塑料管、软金属管（蛇皮管） 钢管：镀锌钢管、非镀锌管（黑铁管） 1）阻燃PVC管 2）焊接钢管SC-厚壁电线管(DN15、20、25、32、40、50、65、80、100) 3）水煤气管G/RC 4）电线管TC薄壁管 5）硬塑料管PC聚氯乙烯硬质电线管 6）阻燃半硬塑料管-PVC 普通碳素钢电线套管MT（DN16、19、25、32、38、51、64、76）、 套接扣压式薄壁钢管KBG、套接紧定式钢管JDG（DN16、20、25、32、40、 50、63）、 聚氯乙烯半硬电线管FPC（或PC:DN16、20、25、32、40、50、63）、 金属线槽SR、塑料线槽PR、电缆桥架CT
第五章：配管、配线
第五章：配管、配线
第五章：配管、配线
第五章：配管、配线
第五章：配管、配线
二、普利卡金属套管配线-适用场所、敷设要 求 三、瓷夹和瓷瓶配线-适用场所、组成、瓷瓶 类型（鼓式G、针式P、蝶式ED） 四、线槽配线-金属线槽SR、塑料线槽PR 五、塑料护套线配线-线路敷设要求 六、钢索配线-适用场所、配线要求
第五章：配管、配线
2014.10.09
第五章：配管Leabharlann 配线5.1配管、配线工程基础知识 5.1.1室内配电线路 配管、配线：由配电屏（箱）接到各用电器具的供电和控 制线路的安装。 明配管：用管卡子固定于砖、混凝土结构上或固定于钢结 构支架及钢索上，即敷设于建筑物墙壁、柱子、顶棚等表 面，能够看到线路的走向及敷设方式，代号用E表示。 暗配管：需配合土建施工，将管子预敷设在墙、顶板、梁、 柱内部，表面看不到管子具体走向，代号用C标识。 室内导线敷设方式：线管配线、瓷夹和瓷瓶配线、线槽配 线、塑料护套线明敷设、钢索配线、桥架配线、车间带型 母线安装等。
AutoCAD 2014电气工程制图 第2版 第5章 电力电气工程图的绘制

AutoCAD 2014电气工程制图 第2版 第5章 电力电气工程图的绘制

了减少系统备用的容量，错开高峰负荷，实现跨区域、跨流域调节，增强系统和的 稳定性，提高抗冲击负荷的能力，在电力系统之间采用高压输电线路进行联网。电 力系统联网既提高了系统的安全性、可靠性和稳定性，又可实现经济调度，使各种 能源得到充分利用。起系统联络作用的输电线路可进行电能的双向输送，实现系统 间的电能交换和调节。因此，输电线路的任务就是输送电能，并联络各发电厂、变 电站，使之并列运行，实现电力系统联网。高压输电路是电力系统的重要组成部分。
• （4）终端变电站在输电线路的终端，接近负荷点，高压侧电压多为 110kV。经降压后直接向用户供电的变电站即为终端变电站。全部停电后， 只是用户受到损失。
• 2.变电工程图 • 为了能够准确清晰地表达电力变电工程的各种设计意图，就必须采用变电工程图。
简单来说，变电工程图也就是对变电站、输电线路各种接线形势及各种具体情况的 描述。其意义在于统一直观的标准来表达变电工程的各方面。
就越高。 • 输电线路按结构特点分为架空线路和电缆线路。架空线路由于结构简单、施工方便、建设费用低、施工周期短、
检修维护方便及技术要求较低等优点，得到广泛的应用；电缆线路受外界环境的因数影响小，但需用特殊加工的 电力电缆，费用高，施工及运行检修的技术要求高。 • 目前，我国电力系统广泛采用架空输电线路。架空输电线路一般由导线、避雷针、绝缘子、金具、杆塔、杆塔基 础、接地装置和拉线几部分组成。 • 1)导线 • 导线是固定在杆塔上输送电流用的金属线，目前在输电线路的设计中，一般采用钢芯铝绞线，局部地区采用铝合 金绞线。 • 2)避雷线 • 避雷线的作用是防止雷电直接击于导线上，并把雷电流引入大地。避雷线常用镀锌钢绞线，也可采用铝包钢绞线。 目前国内外均采用绝缘避雷线。 • 3)绝缘子 • 输电线路用的绝缘子主要有针式绝缘子、悬式绝缘子和瓷横担等。 • 4)金具 • 通常把输电线路使用的金属部件总称为金具，其类型繁多，主要有连接金具、连续金具、固定金具、防震锤、间 隔棒和均压屏蔽环等几种类型。