论文摘要
随着传感器、光纤、计算机和信息处理等技术的发展,数据采集系统在各个领域迅速地得到了应用。本文研究了数据采集系统在高压设备绝缘状态监测领域的应用。通过简单介绍高压容性设备绝缘在线监测的概念、重要性及发展现状,指出了对表征高压设备绝缘状态的各特征量,特别是介质损耗因数进行在线监测的重要意义和必要性。针对这一问题,本文提出并实现了一个用于高电压设备绝缘状态的在线监测和分析系统。系统采用分布式结构,综合运用了总线通信和光纤通信技术、数字信号处理技术、计算机技术等,实现了对变电站多路高压设备信号采集的就地数字化、智能化,并由现场总线实现现场多个数据采集单元与控制室之间的网络通信,可把多台设备的实时监测数据汇集到上层的数据管理软件和专家诊断系统,实现对多个电气设备绝缘状态的在线监测和诊断。本文的主要工作体现在以下几个方面:（1）基于对几种常见的介质损耗因数监测方法的分析和比较,提出了本文系统使用的动态采样频率的谐波分析法,并针对频率波动对监测结果的影响做了仿真。（2）通过对常见的集中式系统和分布式系统结构的分析和比较,提出采用分布式数据采集和光纤通信相结合的系统结构。设计了双纤双向的光纤通信系统和光电转换模块,实现了强电侧和弱电侧的隔离。（3）设计制作了数据采集单元。数据采集单元采用了不同的信号取样方式和保护电路,将变换后的被测信号送入高精度A/D转换电路,并在核心处理器DSP2812的控制下完成多路信号同步采样和数据处理。（4）设计了基于RS-485总线的分层通信协议,在多个数据采集单元和控制室的主控PC之间构成了主从式的通信网络。详细讨论了各层协议的功能和如何保证可靠通信的方法。还设计了带光耦隔离的RS485接口电路和防雷击保护电路。（5）采用面向对象的思想和模块化程序设计方法,设计了一套可视化、综合性的监控管理软件。用于监控数据采集单元的监测工作,并提供数据的存储,显示,分析等功能。（6）在现场安装和实际运行了这套在线监测系统,取得了大量的运行数据,并针对这些运行数据进行了分析和研究。经电力系统项目鉴定组专家鉴定,认为该在线监测系统运行稳定,监测数据真实可信,建议将该监测系统在电力系统中推广应用。