变电设备在线监测技术应用研究

论文摘要

开展电气设备状态检修,做到应修必修,修必修好,已经成为电力企业的必然选择。开展状态检修的前提条件之一,就是必须实现对变电设备运行状况进行在线监测,准确评估设备状态,科学合理的制定检修计划。本文通过对变电设备在线监测系统组成与工作原理的研究,并结合在线监测系统主要的功能和技术指标,开发了一套变电设备在线监测系统。本系统总线采用独占工作方式,信号通道彼此完全独立,精确度更高,现场可编程可脱离主机调试,防水、防磁,并选用新型抗雷击器件,所有器件全部采用工业级及军工级,有很强的环境适应能力。由于采用独特的总线控制技术,用一根主电缆将所有被测设备的传感器连接起来,也就是说,不管被测设备有多少台（如100台）,信号电缆也仅只有一根。并且信号某一分支电缆可长至500米,特大型变电站运行依然保证高精度,高稳定度。这带来的好处有:施工大为简化,安装方便,费用低。不影响其它设备安全,故障率低,便于维修（有系统故障自诊断和故障定位功能）等。该系统的取样传感器实现了穿心式取样方式,完全不影响原有高压设备的可靠性。采用最新设计改进和独特设计的高精度零磁通传感器,经过精心的调整达到完全线性测量。在现场也可方便校准。工作温度范围宽（-40℃～60℃）,环境适应能力强。在信号采集、传输线路都采取了防水防潮、屏蔽保护和隔离措施。该系统的远程测控功能,不仅可以实现现场测试数据的联网远传,而且通过局域网或拨号方式在后方可以随时自动、手动进行现场测试和工作状态设置及程序修改以及远程软件升级或维护,用一台中心机管理几十套前端监测系统,功能强大,操作简单实用。该系统软件用现在比较流行的PB、VB等编写而成,操作平台为WindowsS9X、Windows2000或WindowsNT,还可联入MIS系统,能随时进行工作状态设置及程序修改,软件维护,具有非常友善的人机界面。并独创了相关性分析、动态显示等实用的数据分析功能。具有自动测量,实时监控,自动判断,超标报警等功能以及远传通讯和远方控制功能。通过试验,本文设计的变电设备在线监测系统和变压器油在线监测系统设计合理,测量数据准确,抗干扰性能优越,操作方便。经过现场安装使用,监测参数与实际测试结果相符,数据准确、可靠,能为及时发现设备绝缘缺陷提供信息和依据。系统性能稳定,在外界因素发生变化时自恢复能力较强。具备在电力系统推广应用价值。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 创新点摘要
• 引言
• 1 研究的目的与意义
• 2 变电设备在线监测应用技术研究现状
• 3 主要研究内容
• 第一章 电气设备在线状态监测与故障诊断系统技术原理
• 1.1 状态监测相关概念定义
• 1.2 状态监测与故障诊断系统的组成及功能
• 1.3 常用的在线监测技术
• 1.3.1 局部放电监测技术
• 1.3.2 介损监测技术
• 1.3.3 油色谱监测技术
• 1.4 诊断技术
• 1.4.1 专家系统（Expert system，ES）
• 1.4.2 人工神经网络（Artifical Nerve Netwrok，ANN）
• 1.4.3 模糊理论（FZ）
• 1.4.4 遗传算法（GenerationAlgorithm，GA）
• 1.4.5 几种智能方法的综合
• 1.4.6 其他方法
• 第二章 变电设备在线监测系统组成和测试原理
• 2.1 系统构成
• 2.1.1 站端设备监测分析系统
• 2.1.2 后台数据查询及数据分析系统
• 2.2 DQGD-8 型绝缘在线监测系统的测试原理
• 2.2.1 绝缘介质损耗的概念
• 2.2.2 绝缘介质损耗的测量
• 2.3 变压器油色谱在线监测系统的测试原理
• 第三章 变电设备在线监测系统主要功能和技术指标
• 3.1 DQGD-8 型绝缘在线监测系统的功能和技术指标
• 3.2 变压器油色谱在线监测系统功能和技术指标
• 第四章 变电设备在线监测系统关键技术
• 4.1 电流传感器
• 4.1.1 电流传感器的基本结构
• 4.1.2 I/V 变换器的电路分析
• 4.1.3 电流传感器的结构设计
• 4.1.4 电流传感器的屏蔽和保护
• 4.1.5 性能测试
• 4.2 信号调理器的研究与实现
• 4.2.1 信号输入电路
• 4.2.2 采样保持电路
• 4.2.3 过零检测电路
• 4.3 计算机接口电路
• 4.3.1 技术指标和性能
• 4.3.2 原理概述
• 4.4 A/D 板
• 4.4.1 系统原理概述
• 4.4.2 设计要点
• 4.4.3 主要性能指标
• 4.4.4 系统分析
• 4.5 信号总线控制器
• 4.5.1 工作原理
• 4.5.2 原理分析
• 4.5.3 软件设计
• 4.6 信号处理的研究
• 4.7 保护屏蔽接地与电源
• 4.7.1 MOV 压敏电阻特性
• 4.7.2 TVS 瞬态干扰抑制器特性
• 4.7.3 保护
• 4.7.4 屏蔽与接地
• 4.7.5 电源滤波
• 4.8 温湿度传感装置
• 4.8.1 系统组成
• 4.8.2 温湿度传感器
• 4.9 DQGD-8 绝缘在线监测装置对比试验方案
• 4.9.1 试验原理
• 4.9.2 试验方法
• 4.9.3 试验电阻阻值和功率的选择方法
• 4.9.4 试验过程和具体操作方法
• 4.9.5 安全措施及准备工作
• 4.10 远程通讯
• 4.11 软件部分
• 4.11.1 专家诊断系统
• 4.11.2 程序结构
• 4.11.3 数据库设计
• 第五章 现场安装技术方案
• 5.1 安装工作
• 5.2 挖电缆沟及电缆敷设
• 5.3 传感器的安装
• 5.3.1 容性设备用传感器的安装
• 5.3.2 避雷器用传感器的安装
• 5.3.3 主变用传感器的安装
• 5.3.5 监测传感器安装及数据总线分布
• 5.4 控制器的安装
• 5.5 温湿度百叶箱的安装
• 5.6 接PT 二次信号电缆线及末屏地线
• 5.7 安装主机屏、接二次PT 信号、电源线
• 5.8 主机屏接线图
• 5.9 主变绝缘油在线监测（六种气体）装置安装
• 5.10 变电所集中式在线监测屏
• 5.11 工作内容、工具、材料
• 5.12 调试
• 5.13 离站前的工作
• 第六章 现场应用效果验证
• 6.1 在线监测系统数据处理
• 6.2 诊断依据
• 6.3 运行数据的准确性和稳定性分析
• 6.3.1 电容型设备
• 6.3.2 氧化锌避雷器
• 6.3.3 激磁PT
• 6.4 运行中出现的部分问题及分析解决方法
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 详细摘要