绝缘子紫外在线监测与状态评估系统研究

论文摘要

随着经济的发展,电网容量和输电电压等级的提高,电力系统的绝缘子污闪事故频繁发生,造成了巨大的经济损失。为了防止污闪事故的发生,需要对绝缘子的染污情况做出及时准确的判断,以便在危险来临之前,采取必要的措施。利用在线监测技术能够对绝缘子的污秽状态进行实时评估,提高污秽闪络的预警能力,是实现绝缘子由计划检修向状态检修转变的必然要求。为了实现绝缘子污秽状态的实时评估,重庆大学电工技术研究所研制了基于紫外脉冲技术的绝缘子在线监测装置。本文在前人的工作基础上对系统进行了改进,增加了遮光挡板和拍照模块,提高了系统运行的可靠性。通过实验室模拟试验,获取了极端恶劣条件下的紫外脉冲数据,并利用试验数据建立了基于模糊综合评判方法的绝缘子污秽状态评估模型,较全面的考虑了绝缘子外形、环境条件、污秽性质等因素对绝缘子表面污秽积累的影响。同时,应用LabVIEW软件实现了本文建立的评估算法,上位机软件具有密码登陆、用户管理、参数设置、数据存储、数据查询等功能。本论文的主要工作包括以下几个方面:①查阅相关资料,分析污秽绝缘子沿面放电机理,对紫外在线监测终端进行系统改进,增加了遮光挡板和拍照模块,并完成硬件系统调试工作。②分析影响绝缘子污秽状态的因素,结合监测终端采集的数据,确定了评估模型的因素和各因素之间的层次结构,利用模糊层次分析法确定了各因素的常权值,采用待定系数法确定了各因素的隶属度函数。③采用LabVIEW软件实现了评估模型,开发了绝缘子污秽状态预警系统,系统可以自动接收监测终端发送的数据,并对数据进行分析,给出绝缘子的实时状态,若超过预警值,系统将自动报警。④采用FXBW-110/70型复合绝缘子和XP-160型瓷质绝缘子进行了模拟试验,采集了不同运行电压、污秽程度以及存在劣质绝缘子时的紫外脉冲数据。验证了系统的可靠性,并为评判标准的建立提供参考。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 1 绪论
• 1.1 本课题的背景和意义
• 1.1.1 课题的背景
• 1.1.2 研究的意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 绝缘子污秽检测特征量
• 1.2.2 绝缘子检测方法
• 1.2.3 绝缘子状态评估研究现状
• 1.3 本论文的主要工作
• 2 绝缘子污秽放电机理与紫外脉冲检测方法
• 2.1 绝缘子污秽放电机理
• 2.1.1 污秽绝缘子沿面放电的发展过程
• 2.1.2 局部电弧发展为闪络的条件
• 2.2 紫外脉冲检测方法
• 2.2.1 电晕放电的光谱分析
• 2.2.2 紫外脉冲污秽监测原理
• 2.3 本章小结
• 3 紫外在线监测终端设计
• 3.1 硬件设计
• 3.1.1 整体方案
• 3.1.2 监测终端
• 3.1.3 辅助定向装置
• 3.2 软件设计
• 3.2.1 开发工具Keil C 简介
• 3.2.2 单片机软件设计
• 3.3 本章小结
• 4 绝缘子状态模糊评估方法研究
• 4.1 模糊综合评判概述
• 4.2 评估模型的建立
• 4.2.1 评判因素集的确定
• 4.2.2 评语集的确定
• 4.2.3 模糊算子的确定和评判指标的处理
• 4.3 权重的确定方法
• 4.3.1 层次分析法（AHP）原理
• 4.3.2 模糊层次分析法（FAHP）原理
• 4.3.3 变权理论
• 4.3.4 各评判因素的常权确定
• 4.4 评判因素隶属函数的确定
• 4.4.1 隶属函数的确定方法
• 4.4.2 定量指标隶属函数的确定
• 4.4.3 定性指标隶属函数的确定
• 4.5 本章小结
• 5 绝缘子状态评估软件设计
• 5.1 LabVIEW 简介
• 5.2 软件界面设计
• 5.2.1 程序流程设计
• 5.2.2 系统登陆界面
• 5.2.3 系统主界面
• 5.3 功能说明
• 5.4 本章小结
• 6 试验和数据分析
• 6.1 人工气候实验室试验
• 6.2 高压大厅试验
• 6.3 试验数据分析
• 6.4 本章小结
• 7 结论与展望
• 7.1 主要结论
• 7.2 后续工作展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录：作者在攻读硕士学位期间发表的论文目录