1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上 綜合設(shè)計報告單 位： 自動化學(xué)院 學(xué)生姓名： 專 業(yè)： 測控技術(shù)與儀器 班 級： 學(xué) 號： 指導(dǎo)老師： 樸昌浩 成 績： 設(shè)計時間： 2013 年 10 月2013年測控技術(shù)與儀器專業(yè)綜合設(shè)計題目要求1 設(shè)計題目：絕緣檢測電路設(shè)計2 指導(dǎo)老師姓名：樸昌浩3 題目要求：完成“絕緣電阻檢測儀”有關(guān)設(shè)計，并完成相關(guān)硬件電路設(shè)計和軟件仿真。（1） 獨立完成絕緣電阻檢測儀硬件電路設(shè)計。（2） 要求檢測儀實現(xiàn)對電路中絕緣設(shè)備的漏電檢測。（3） 通過LED屏幕顯示漏電電壓并發(fā)出報警指示。4 設(shè)計的具體要求：（1） 通過硬件設(shè)計軟件繪制出本題目的硬件原理圖。（2） 通過protue

2、s等仿真軟件仿真實驗結(jié)果。（3） 反應(yīng)靈敏度在200ms以內(nèi)。（4） 實現(xiàn)0.1V500V的測量范圍。（5） 精確度為0.1V。參考書目：【1】 測控電路 天津大學(xué)出版社一、絕緣檢測的意義 在電力直流供電系統(tǒng)應(yīng)用過程中，絕緣事故的發(fā)生將直接影響繼電保護(hù)裝置的準(zhǔn)確動作，進(jìn)而發(fā)生誤動作，導(dǎo)致供電故障，造成不必要的經(jīng)濟(jì)損失。因此，為了減少這種絕緣事故，必須有一個良好的絕緣監(jiān)測方法。絕緣監(jiān)測是為了能在平時更好地對直流供電系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)測，能及時發(fā)現(xiàn)問題，檢測出設(shè)備的絕緣程度是否處于所要求的范圍內(nèi)，通過試驗檢測，掌握直流供電系統(tǒng)的絕緣情況，可保證系統(tǒng)及早發(fā)現(xiàn)缺陷，從而進(jìn)行相應(yīng)的維修與檢修。二、絕緣檢測原理(

3、本組采用的采用的橋式檢測等效原理)及常用方法簡介1、絕緣檢測原理 圖1 橋式檢測等效原理 橋式檢測等效原理如圖所示，該圖用開關(guān)K的閉合與斷開進(jìn)行兩次檢測，以組成方程組求解待測電阻Rx、Ry的值，其中U1、U2、I1、I2、I3是能測出的已知量。根據(jù)流過節(jié)點的電流和為零這一原理，可知I1+I2-I3-I4=0,I4=I1+I2-I3Ix+I4-IY=0,所以有IX+I1+I2-I3-IY=0I1+I2+IX=I3+IY令 Ix=U1/Rx Iy=U2/Ry設(shè) x=1/Rx y=1/Ry a=U1 b=U2 c=I3-I2-I1根據(jù)I3-I1-I2=Ix-Iy得 c=U1/Rx-U2/Ry=ax-

4、by開關(guān)斷開時： c1=a1x-b1y開關(guān)閉合時： c2=a2x-b2y所以RX=1/x=（-a1b2+a2b1)/(-b2c1+b1c2) Ry=1/y=（-a1b2+a2b1)/ (a1c1-a2c2)即為所求待測電阻值2、常用絕緣檢測方法目前，電力直流系統(tǒng)的絕緣檢測分為直流檢測法和交流檢測法。直流供電系統(tǒng)的絕緣檢測又分為母線的接地檢測和支線的接地檢測。在檢測過程中，先對母線進(jìn)行檢測，發(fā)現(xiàn)問題后再對支線進(jìn)行檢測，也可以直接對支線進(jìn)行強行檢測。 母線的檢測方法一般有兩種，“星炬”的橋式檢測法和“接地”檢測方法，這兩種方法均為直流檢測法。前一種檢測法是根據(jù)橋式電路，利用開關(guān)的閉合與斷開進(jìn)行兩次

5、檢測，根據(jù)歐姆定律組成方程組求解；后一種方法的原理與前一種方法類似，利用開關(guān)的閉合與斷開，根據(jù)歐姆定律和基爾霍夫定律求解，且電路較前一種方法簡單。支線的對地檢測是比較復(fù)雜的，對于支線檢測主要有兩種方法，一是所謂的直流方法，另一種是交流檢測法。交流檢測是通過在母線上施加一交流信號的方法對支線接地電阻進(jìn)行檢測。這一方法的有效性是在此交流電壓的作用下，支線的正負(fù)的兩線的交流電流方向是一致的，這一電流會唯一地反映該支路的接地電阻。目前，交流檢測被應(yīng)用的測量方法主要有雙頻法與單頻法兩大類。其中單頻法又有功率法和正交法兩種。3、方案的優(yōu)缺點1、改進(jìn)的直流電橋法：優(yōu)點：測量誤差相對較小，計算簡單，且易于硬件

6、實現(xiàn)，調(diào)試容易，便于集成電路實現(xiàn)。缺點：是在絕緣電阻值比較小時測量精度比較高，而在絕緣電阻值比較大時測量精度降低。適用情況：接地電阻較小，要求精度高，所要求的誤差小。2、功率法：優(yōu)點：測量方法簡單，硬件上易于實現(xiàn)，易于調(diào)試，對實際的直流供電系統(tǒng)較實用。缺點：不能測出對地的電容值，采樣發(fā)測量存在著一定的誤差適用情況：接地電阻較大，施加的頻率較高，電壓和電流都比較小。3、雙頻法： 優(yōu)點：原理簡單易懂，在低頻情況下，結(jié)果較準(zhǔn)確。 缺點：需測量的量較多，計算量較大，所計算的結(jié)果相對應(yīng)的誤差也較大。 適用情況：接地電阻較大，施加的頻率極低，電壓和電流都較大。4、正交法優(yōu)點：測量誤差相對較小，計算簡單，且

7、易于硬件實現(xiàn)，調(diào)試容易，便于集成電路實現(xiàn)。缺點：由于電流互感環(huán)存在著相移，造成一定的系統(tǒng)誤差，使得移相變得困難。適用情況：接地電阻較小，所要求的誤差小，頻率低、高均可，電流不宜過大。三、系統(tǒng)設(shè)計1、方案選擇 由于分組原因，我們小組選擇的是橋式等效原理檢測法，是屬于母線的接地檢測法，母線的接地檢測法是在母線上施加直流信號，然后根據(jù)電流的流向列出方程組求解接地電阻，這里用到了基爾霍夫定律和歐姆定律。2、方案實現(xiàn)與仿真 原理如前文所提到到的，這里我們用protues軟件設(shè)計好電路圖 圖2為開關(guān)斷開時；圖3為開關(guān)閉合時。 圖2 開關(guān)斷開時的電路實時情況 圖3 開關(guān)閉合時的電路實時情況開關(guān)斷開時： c1

8、=a1x-b1y開關(guān)閉合時： c2=a2x-b2y通過這兩式可求得x與yRX=1/x=（-a1b2+a2b1)/(-b2c1+b1c2)Ry=1/y=（-a1b2+a2b1)/ (a1c1-a2c2)四：實驗總結(jié)【參考文獻(xiàn)】1 黃勇,陳全世,陳伏虎. 電動汽車電氣絕緣檢測方 法的研究 J . 儀器儀表與檢測, 2005 (4) : 93295.2 姜久春,吳智強,邱瑞昌,等. 電動汽車絕緣電阻在 線監(jiān)測系統(tǒng)的研究 J . 制造業(yè)自動化, 2005, 27 (5) : 74277.3 潘磊, 姜久春, 李景新, 等. 電動汽車智能無源接 地檢測裝置的研制 J . 電氣傳動自動化, 2003, 2

9、5 (4) : 47248.4 L I J ingxin, WU Zhiqiang, FAN Yanqiang, et al. Re2 search on insulation resistance on2line monitoring for e2 lectric vehicle ICEMS 2005 C / /Proceedings of the Eighth International Conference on ElectricalMachines and Systems, 27229, Sep t. 2005 (1) : .5 卓斌, 樊曉松,陸珂?zhèn)?等. 電動汽車高壓直流電絕 緣監(jiān)測電路:中國, CN P . .6 王辛之,王雷. 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)抗干擾技術(shù)M . 北京:北京航空航天大學(xué)出版社, 2000.7 朱德恒，嚴(yán)璋 高電壓絕緣【M】，北京：清華大學(xué)出版社，1992，8 王友勇，董增仁 電