地网冲击阻抗测试系统设计上位机监控子系统(附件)
接地电阻大小的测量是接地研究的重要组成部分。为了确保实验人员的人生安全和系统的稳定运行，接地技术的完善是必不可少的。通过设计产生模拟雷击电流施加在电网上，采用DFFT对地网阻抗的电压和电流进行频谱分析，最终以峰值来计算地网阻抗，目前来看，随着对接地问题的不断探索，人们对此项研究的认知也在不断加深，很多方面也有了突破性的进展。在涉及到变电站，化学材料，生物，电子等多门学科中有了多项成果。虽然现在的接地技术还存在一些问题，但其发展的前景是十分理想的，随着一些技术的突破和相关理念在实际问题中的完美应用，和多年前相比，如今的电网可控电压更高，稳定性和可靠性也在提高，更是再往高智能化的方向发展。关键词 接地，人生安全，冲击电阻，雷击电流
目 录
1 引言 1
1．1 课题来源与课题意义 1
1．2 国内外技术发展现状 2
1．3 课题任务 3
2 设计思路 5
2．1 软件选择与介绍 5
2．2 串口通讯设计 5
2．3 上位机与下位机的通讯协议设置 9
2.3.1 MSComm 控件接收信息的方式 10
3 主要模块设计 11
3．1 登陆界面设计 12
3．2 数据库模块 13
3．2. 1 创建数据库 13
3．2. 2 数据访问 14
3．2. 3 数据保存 16
3．2. 4 数据查询 17
3.3 绘制实时曲线 19
3.3．1 绘制方法 20
3.3．2 历史曲线 22
结论 25
致谢 26
参考文献27
附录A VB数据库编程 29
附录B VB曲线编程35
1 引言
1．1 课题来源与课题意义
当经社会，电力系统正在不断地发展，逐渐扩大的电网规模和各种普及的微型电子机械监控设备，对接地电阻的精确测量，是提高地网安全性的重要标准之一，就是如何测量接地装置的电压与电流[1]。
目前，各种接地电阻测量方法主要用于测量工频接地电 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
阻。这种方法可以提高测试和算法的精确度并且可以有效的消除或减少误差和干扰。即使采用频率变换法和异常频率法，只需在工频附近选取符合要求的频率，求得差值，通过计算得到接地电阻的大小（工频），结果不会因为这两种方法而改变。然而，经过长期观测发电厂和变电站，我们发现通过接地网的大部分电流是雷电电流，雷电电流是一种非常陡峭、极为丰富的瞬时单极冲击波，从它进入地网，将放电过程送到土壤中，并将测量的信号注入传统的接地网测量中，最终展现的是没有任何相似处的面貌。在施加冲击电流后，电感分量不在是无关紧要的，他的地位是最高的也是最突出的，反而是接地网电阻没有实际用处，可不予考虑[2 ]。因此，工频接地电阻的概念不能对冲击电流条件下的接地网作出准确的响应，在冲击电流条件下应重点关注接地阻抗的概念。以此种情况作为依据，出发点要偏向于概念，根据以往的实践所得出的优势，选取冲击电流来作为本次项目所用电流，接通到接地地网上，计算出接地网应有的冲击阻抗值[3 ]。在经过对实验数据一系列的处理和分析之后，我们得出了以下两种结论，一是在实际工程意义方面我们确定了地网冲击阻抗的优越性，二是在实际应用中有很好的发展前景。接地的最主要目的是为了保证人们的生命安全，和相关仪器的安全使用。
接地技术的研究涉及十分广阔，它包含了地理、生物、化学、电子等多个交叉学科，相关研究工作广泛而且全面，在工程应用方面体现出非常重要的价值，在理论意义上也有十分重要的突破和贡献。从接地所需安全保障、实验数据仿真操作、减小接地阻抗、研究雷电流的特性、测试评估等方面总结了接地技术的研究成果。提出接地技术存在的问题并加以分析，规划了电力系统接地技术的发展道路[4 ]。目前而言，中国开展了对此项技术的深刻研究，已经对某些方面有了的深刻的理解，并且获得了丰厚回报，随着技术的不断先进和理念的成熟，生活中的很多问题已经得到解决[5 ]。然而，如今的电网要求可控电压更高，稳定性和可靠性也要提高，更是要求向着高智能化的方向发展，接地这项研究是没有终点的，发展和挑战都会接踵而至，因此需要技术的不断完善和全面的创新。我们现在还需要完善很多方面的研究，列如解决冲击阻抗中的冲击问题，解决生活中所使用的电子设备安全维护，实验装置与系统整体衔接问题，大量实验器材的消耗也是困扰实验人员的问题之一，这时候环保与发展也要并驾齐驱。过去，电流的短路是引发一系列问题的罪魁祸首。因此，在起始的相关设计中，人们主要将侧重点放在接地电阻的阻抗之上，当时到多采用假设法去分析和解决大多数的问题，以经验公式[6]为主。
我国在这几十年的发展可谓是十分快速的，几十年前困扰我们的是电流短路造成各种故障的问题，但是现在由于材料，技术各方面的突破，此类问题已经越来越少，随之而来的是雷击而导致电力系统损坏的问题。通常雷电流都是几百千安，在农村一般因雷击而产生的故障我们称之为跳闸，但在那些大型变电站中，雷电流的危害是十分大的，倘若给他一个相对较大的接地电阻，那电位必将超出警戒范围，一方面会对系统和材料造成不可磨灭的破坏，另一方面不能保证人生安全。此外，现在所采用的技术都是高压电来实现的，接地分析不仅要注重高频快速瞬态过电压还要注意瞬态地电位升高[7]。为了降低事故的发生和保障人生安全，我们要降低冲击阻抗，减小接地电阻，所以本文就对接地电阻的测量展开研究。
1．2 国内外技术发展现状
如今有很多手段来确立地网瞬态，最主要还是计算已有的接地网数值来计算模型。距今日为止，国内外常用的分析方法有以下4种：传输线模型法、电磁场法、电路法和场路组合法[8 ]。就计算量的大小，工作效率和建模难易程度来说，电路法，传输线模型法和场路结合法显然是最适合的；在使用的局限性上来比较电路法可处理土壤中的放电现象，但他无法处理电流频率较高的现象。电磁场法与之相反，可处理高频电流，不能处理土壤中的放电，也不能处理过于复杂的电网。传输线模型法也不能处理复杂接地网导体间的耦合并且电流频率越高其兼容性越差。最终还是场路结合法使用最广泛，他通过使用电路和电磁场的观点将模型和参数处理完善，节省工作时间，提高效率，并且场路结合法应用广泛，没有明显的短板。
在接地阻抗，实际测量或一般，零电位点在平坦的地区势能曲线的或明显的接地电阻曲线作为补偿点的位置，所以这种测量方法会导致系统错误，但当电流电极设置在远离接地系统，如超过那么差异从零点得到的接地阻抗和补偿一个不大。但对于大型变电站来说，布置电流电极是非常困难的，尤其是有时是不可能的。因此，我们提出了这种短电流电极引线法[9 ]。在实际测量中，当电流电极位置的确定和土壤结构的电位分布测量，可以获得，使电压电极补偿位置点进行评估。
目 录
1 引言 1
1．1 课题来源与课题意义 1
1．2 国内外技术发展现状 2
1．3 课题任务 3
2 设计思路 5
2．1 软件选择与介绍 5
2．2 串口通讯设计 5
2．3 上位机与下位机的通讯协议设置 9
2.3.1 MSComm 控件接收信息的方式 10
3 主要模块设计 11
3．1 登陆界面设计 12
3．2 数据库模块 13
3．2. 1 创建数据库 13
3．2. 2 数据访问 14
3．2. 3 数据保存 16
3．2. 4 数据查询 17
3.3 绘制实时曲线 19
3.3．1 绘制方法 20
3.3．2 历史曲线 22
结论 25
致谢 26
参考文献27
附录A VB数据库编程 29
附录B VB曲线编程35
1 引言
1．1 课题来源与课题意义
当经社会，电力系统正在不断地发展，逐渐扩大的电网规模和各种普及的微型电子机械监控设备，对接地电阻的精确测量，是提高地网安全性的重要标准之一，就是如何测量接地装置的电压与电流[1]。
目前，各种接地电阻测量方法主要用于测量工频接地电 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
阻。这种方法可以提高测试和算法的精确度并且可以有效的消除或减少误差和干扰。即使采用频率变换法和异常频率法，只需在工频附近选取符合要求的频率，求得差值，通过计算得到接地电阻的大小（工频），结果不会因为这两种方法而改变。然而，经过长期观测发电厂和变电站，我们发现通过接地网的大部分电流是雷电电流，雷电电流是一种非常陡峭、极为丰富的瞬时单极冲击波，从它进入地网，将放电过程送到土壤中，并将测量的信号注入传统的接地网测量中，最终展现的是没有任何相似处的面貌。在施加冲击电流后，电感分量不在是无关紧要的，他的地位是最高的也是最突出的，反而是接地网电阻没有实际用处，可不予考虑[2 ]。因此，工频接地电阻的概念不能对冲击电流条件下的接地网作出准确的响应，在冲击电流条件下应重点关注接地阻抗的概念。以此种情况作为依据，出发点要偏向于概念，根据以往的实践所得出的优势，选取冲击电流来作为本次项目所用电流，接通到接地地网上，计算出接地网应有的冲击阻抗值[3 ]。在经过对实验数据一系列的处理和分析之后，我们得出了以下两种结论，一是在实际工程意义方面我们确定了地网冲击阻抗的优越性，二是在实际应用中有很好的发展前景。接地的最主要目的是为了保证人们的生命安全，和相关仪器的安全使用。
接地技术的研究涉及十分广阔，它包含了地理、生物、化学、电子等多个交叉学科，相关研究工作广泛而且全面，在工程应用方面体现出非常重要的价值，在理论意义上也有十分重要的突破和贡献。从接地所需安全保障、实验数据仿真操作、减小接地阻抗、研究雷电流的特性、测试评估等方面总结了接地技术的研究成果。提出接地技术存在的问题并加以分析，规划了电力系统接地技术的发展道路[4 ]。目前而言，中国开展了对此项技术的深刻研究，已经对某些方面有了的深刻的理解，并且获得了丰厚回报，随着技术的不断先进和理念的成熟，生活中的很多问题已经得到解决[5 ]。然而，如今的电网要求可控电压更高，稳定性和可靠性也要提高，更是要求向着高智能化的方向发展，接地这项研究是没有终点的，发展和挑战都会接踵而至，因此需要技术的不断完善和全面的创新。我们现在还需要完善很多方面的研究，列如解决冲击阻抗中的冲击问题，解决生活中所使用的电子设备安全维护，实验装置与系统整体衔接问题，大量实验器材的消耗也是困扰实验人员的问题之一，这时候环保与发展也要并驾齐驱。过去，电流的短路是引发一系列问题的罪魁祸首。因此，在起始的相关设计中，人们主要将侧重点放在接地电阻的阻抗之上，当时到多采用假设法去分析和解决大多数的问题，以经验公式[6]为主。
我国在这几十年的发展可谓是十分快速的，几十年前困扰我们的是电流短路造成各种故障的问题，但是现在由于材料，技术各方面的突破，此类问题已经越来越少，随之而来的是雷击而导致电力系统损坏的问题。通常雷电流都是几百千安，在农村一般因雷击而产生的故障我们称之为跳闸，但在那些大型变电站中，雷电流的危害是十分大的，倘若给他一个相对较大的接地电阻，那电位必将超出警戒范围，一方面会对系统和材料造成不可磨灭的破坏，另一方面不能保证人生安全。此外，现在所采用的技术都是高压电来实现的，接地分析不仅要注重高频快速瞬态过电压还要注意瞬态地电位升高[7]。为了降低事故的发生和保障人生安全，我们要降低冲击阻抗，减小接地电阻，所以本文就对接地电阻的测量展开研究。
1．2 国内外技术发展现状
如今有很多手段来确立地网瞬态，最主要还是计算已有的接地网数值来计算模型。距今日为止，国内外常用的分析方法有以下4种：传输线模型法、电磁场法、电路法和场路组合法[8 ]。就计算量的大小，工作效率和建模难易程度来说，电路法，传输线模型法和场路结合法显然是最适合的；在使用的局限性上来比较电路法可处理土壤中的放电现象，但他无法处理电流频率较高的现象。电磁场法与之相反，可处理高频电流，不能处理土壤中的放电，也不能处理过于复杂的电网。传输线模型法也不能处理复杂接地网导体间的耦合并且电流频率越高其兼容性越差。最终还是场路结合法使用最广泛，他通过使用电路和电磁场的观点将模型和参数处理完善，节省工作时间，提高效率，并且场路结合法应用广泛，没有明显的短板。
在接地阻抗，实际测量或一般，零电位点在平坦的地区势能曲线的或明显的接地电阻曲线作为补偿点的位置，所以这种测量方法会导致系统错误，但当电流电极设置在远离接地系统，如超过那么差异从零点得到的接地阻抗和补偿一个不大。但对于大型变电站来说，布置电流电极是非常困难的，尤其是有时是不可能的。因此，我们提出了这种短电流电极引线法[9 ]。在实际测量中，当电流电极位置的确定和土壤结构的电位分布测量，可以获得，使电压电极补偿位置点进行评估。
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