基于LabVIEW的变压器局部放电在线监测系统的研究

论文摘要

大型电力变压器是电力系统的重要设备之一,而且造价昂贵,所以对电力变压器的维护和检修就显得非常有必要。而传统的对变压器的检修一般是计划检修和事后检修,这样的检修方式有很大的盲目性和强制性。通过对局部放电过程中局部放电特征参量的分析和异常征兆的提前发现,能够较准确地评定绝缘的老化程度,从而有的放矢地在变压器出现故障前兆时进行维护或更换,不仅有效地提高了供电的可靠性,还降低了电力系统的运行费用。基于以上考虑,本文在广泛调研和大量查阅文献的基础上,对变压器局部放电的超高频检测技术进行了研究,研制了可用于变压器局部放电超高频检测的阿基米德天线。开发了基于LabVIEW的变压器局部放电超高频检测系统,硬件部分由阿基米德螺旋天线、数据采集卡、信号调理电路、高频同轴电缆以及高性能计算机组成。开发了基于LabVIEW的变压器局部放电超高频检测的软件系统。针对现场存在不同的干扰,采用了分层式综合滤波处理方法,开发了一套变压器局部放电在线监测抗干扰软件包。在实验室对局部放电超高频信号的放电特征模式进行了实验分析和研究。该系统能够达到设计要求,抗干扰能力强,具有一定的现场应用前景。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 课题的背景及意义
• 1.2 当前国内外的研究现状
• 1.3 变压器局部放电超高频检测技术
• 1.3.1 局部放电产生的原因
• 1.3.2 局部放电的表征参数
• 1.3.3 超高频检测技术
• 1.4 虚拟仪器概述
• 1.4.1 虚拟仪器的产生及概念
• 1.4.2 采用 LabVIEW开发虚拟仪器
• 1.5 本文的主要工作
• 第二章 变压器局部放电超高频监测系统的硬件设计
• 2.1 系统硬件概述
• 2.2 超高频天线传感器的研究
• 2.2.1 天线原理
• 2.2.2 天线的设计
• 2.2.3 馈电系统的设计
• 2.2.4 天线的安装
• 2.2.5 馈线和传输线
• 2.3 混频技术的应用
• 2.3.1 混频的原理
• 2.3.2 普通调幅波的分析
• 2.3.3 混频电路的模拟
• 2.4 信号调理单元
• 2.4.1 程控放大滤波单元的整体结构和特性
• 2.4.2 输入缓冲和可控增益放大电路的设计
• 2.4.3 增益控制部分的设计
• 2.4.4 程控滤波部分的实现
• 2.5 数据采集卡
• 2.6 数字I/O控制部分
• 2.7 抗干扰措施
• 2.8 计算机系统
• 2.9 本章小结
• 第三章 变压器局部放电超高频监测系统的软件设计
• 3.1 系统软件概述
• 3.2 主程序的设计
• 3.3 数据采集模块的设计
• 3.4 数据预处理模块的设计
• 3.5 局部放电统计谱图模块的设计
• 3.5.1 局部放电信号二维统计谱图的设计
• 3.5.2 局部放电信号三维统计谱图的设计
• 3.6 本章小结
• 第四章 基于虚拟仪器局部放电在线监测抗干扰软件包
• 4.1 现场干扰及分层次抗干扰处理模型
• 4.2 采用数学形态滤波器抑制窄带周期性干扰
• 4.2.1 数学形态学滤波器原理
• 4.2.2 数学形态学滤波器抑制窄带周期性干扰算法及软件实现
• 4.3 采用小波分析抑制白噪声
• 4.3.1 小波变换原理
• 4.3.2 小波变换算法及实现
• 4.4 采用聚类分析法和时域开窗法抑制周期型脉冲干扰
• 4.4.1 聚类分析和时域开窗
• 4.4.2 抑制周期型脉冲干扰的算法及实现
• 4.5 计算机仿真分析
• 4.5.1 抑制窄带周期性干扰和白噪声的仿真分析
• 4.5.2 抑制周期型脉冲干扰的仿真分析
• 4.6 现场检测数据处理
• 4.7 本章小结
• 第五章 典型局部放电模型的放电特性的试验分析
• 5.1 放电管放电模型
• 5.1.1 模型的构建和特点
• 5.1.2 放电管模型电路的测试
• 5.2 典型局部放电模型的设计
• 5.3 试验回路及试验过程
• 5.3.1 试验回路
• 5.3.2 实验方法和过程
• 5.4 典型局放模型的二、三维谱图分析
• 5.4.1 针板放电
• 5.4.2 沿面放电
• 5.4.3 内部放电
• 5.4.4 油楔放电
• 5.4.5 悬浮放电
• 5.5 本章小结
• 第六章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士期间发表的论文