基于LabVIEW的氧化锌避雷器在线监测系统的研究与设计

论文摘要

氧化锌避雷器(MOA)以其保护特性好、通流容量大、动作可靠及维护简便等优点,成为保护交流电气设备免受雷电过电压和操作过电压损害的重要设备。然而MOA长期遭受天气、温度、雷击、操作过电压及内部受潮等因素的作用趋于老化,严重时可能导致保护功能失效,影响电力系统的安全运行。因此,为预防MOA的运行事故,对其绝缘状况进行在线监测意义重大。本文在分析MOA绝缘在线监测技术现状的基础上,并针对金属氧化锌避雷器(MOA)绝缘在线监测的总体原理是对阻性电流进行在线监测,关键是要从阻容共生的总泄漏电流中分离出微弱的阻性电流这一特点,设计了一种基于虚拟仪器技术和LabVIEW软件的绝缘在线监测系统,完成了MOA绝缘在线监测系统的硬件和监测软件的设计、制作及整个系统的实际调试工作。本文在分析比较几种MOA在线绝缘在线监测方法原理和优缺点的基础上,选择了用谐波分析法监测MOA阻性泄漏电流的方法,其可利用软件技术分离出阻性电流的基波分量及各次谐波分量,并利用二者间的增减关系判断引起MOA性能下降的原因是阀片老化还是受潮,从而完整有效地反映MOA的运行状况。并分析了谐波分析法的主要误差产生的原因,以及提出了解决办法。而后本文根据MOA绝缘在线监测系统的特性,设计了系统的软硬件方案。在完成传感器选择、数据采集卡选型、信号预处理电路设计的基础上,搭建了系统硬件平台；采用谐波分折法求出基波阻性电流,并利用Access2007数据库实现系统的数据管理；然后在利用ⅡS建立服务器和基于.NET的网络编程,实现了监测数据的网络查询；最后,基于LabVIEW软件平台,完成了系统的软件设计。经过系统调试及现场实测数据表明,本文设计的在线监测系统能够有效监测MOA阻性泄漏电流,具有较高的精度和稳定性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 开展MOA在线监测的意义
• 1.1.1 氧化锌避雷器的优点
• 1.1.2 MOA在电力系统中存在的问题
• 1.1.3 开展MOA在线监测的意义
• 1.2 MOA在线监测的研究现状
• 1.3 虚拟仪器概述
• 1.4 本课题的研究思路和主要内容
• 1.5 小节
• 第二章 氧化锌避雷器在线监测的原理
• 2.1 MOA在线监测原理
• 2.2 谐波分析法监测氧化锌避雷器阻性电流的原理
• 2.3 谐波分析法中主要存在的问题
• 2.4 小节
• 第三章 MOA在线监测系统的硬件设计
• 3.1 虚拟仪器简介
• 3.1.1 虚拟仪器的构成及分类
• 3.1.2 虚拟仪器的特点
• 3.2 系统的总体结构
• 3.3 系统硬件总体框图
• 3.4 传感器
• 3.4.1 电流传感器
• 3.4.2 电压传感器
• 3.5 信号调理电路设计
• 3.6 数据采集卡
• 3.7 工控机
• 3.8 小结
• 第四章 系统软件设计
• 4.1 软件的总体设计方案概述
• 4.2 开发软件选择
• 4.3 主界面设计
• 4.4 数据采集模块
• 4.5 数据处理模块
• 4.5.1 数据处理程序设计
• 4.5.2 数据波形实时显示
• 4.6 数据存储模块与查询模块
• 4.6.1 Microsoft Office Access2007数据库
• 4.6.2 LabVIEW访问数据库
• 4.6.3 LabVIEW利用LabSQL访问数据厍
• 4.6.4 数据库存储与查询模块设计
• 4.7 数据网络查询模块
• 4.7.1 Microsoft Visual Studio.NET及其网络编程
• 4.7.2 ⅡS
• 4.7.3 数据网络查询模块设计
• 4.8 小节
• 第五章 实际测试
• 5.1 现场实际测试
• 5.2 小结
• 第六章 结论和展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 学位论文评阅及答辩情况表