【摘 要】
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目前我国城市与农村地区低压线路老化损坏、绝缘短路等漏电流安全问题未得到有效解决,导致漏电事故频繁发生。传统的漏电流检测装置只能实现单相单路捕捉,部分情况下无法准确识别漏电流波形,对漏电故障处无法做出有效研判,也缺少可靠的数据支撑。本文提出了一种新型的基于NB-IoT的低压电网漏电流监测系统,该系统能准确识别漏电流导致的人体触电事故,能够实现漏电流信号的采集并通过NB-IoT模块传输至云平台以及移动
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目前我国城市与农村地区低压线路老化损坏、绝缘短路等漏电流安全问题未得到有效解决,导致漏电事故频繁发生。传统的漏电流检测装置只能实现单相单路捕捉,部分情况下无法准确识别漏电流波形,对漏电故障处无法做出有效研判,也缺少可靠的数据支撑。本文提出了一种新型的基于NB-IoT的低压电网漏电流监测系统,该系统能准确识别漏电流导致的人体触电事故,能够实现漏电流信号的采集并通过NB-IoT模块传输至云平台以及移动终端进行在线实时监测的功能。第一,研究了最常见的几种漏电流故障等效负载的种类,建立了线性负载等效电路模型。针对TT接地系统的低压电网,在电磁暂态仿真软件中建立其模型,将TT接地系统中可能存在的漏电流模型加入电网,同时将等效负载电路模型也接入电网中,进行漏电流特性仿真分析。第二,设计了漏电监测系统总体方案。基于应用场景,设计了硬件电路部分的外形。基于系统总体方案,设计了硬件电路的原理图。以漏电流特性分析为基础,设计了采集模块电路;选择STM32l151型号单片机处理器,设计了控制模块电路;基于上海移远通信技术股份有限公司的LTE BC28 NB-IoT模组,设计了传输模块电路。第三,设计了软件的总体功能流程框架,采用Keil软件进行C语言程序编写来实现。研究了NB-IoT的BC28模块通讯的设置方法与调试流程,通过串口调试软件发送与返回AT指令进行NB通讯测试,并研究了BC模块与电信物联网云服务平台实现对接的方案。最后,在实验室和现场进行实验与调试。在实验室中用传感器采集滑动变阻器模拟的漏电流,传输至云平台,测试系统最基本的软硬件采集传输功能。接着结合手机微信小程序进行现场实验,漏电捕捉装置在凤洋石料厂成功监测出漏电流大小,并传至手机终端。实验结果表明,本课题设计的漏电流监测系统功能基本实现,能有效减少漏电事故发生,提高了低压电网用电安全水平。
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