基于GPS同步的MOA阻性电流带电检测系统

论文摘要

定期测量运行中氧化锌避雷器(MOA)阻性泄漏电流的变化,利于正确诊断MOA的运行状况,及时发现和消除隐患,防止事故发生。本文分析了传统的MOA阻性电流检测方法及其缺点,提出了基于全球定位系统(Global Position System:GPS)和无线通信实现MOA阻性电流带电检测的方法。该方法利用GPS秒脉冲和无线通信实现MOA电压和泄漏电流的同步测量,无需电压互感器(Potential transformer:PT)二次侧频繁接线,减小安全隐患。应用基于Fourier级数的相位差算法计算被测电压、电流相位差,并通过仿真分析了量化位数、采样频率和采样时间长度对算法精度的影响,并对系统电压频率发生变化时测量的误差进行了分析。结果表明Fourier级数相位差算法可有效减小电力系统中谐波对于阻性电流基波分量测量结果的影响,具有很高的精度。在理论分析的基础上给出了基于GPS的MOA阻性电流检测系统硬件设计方案,并完成了相关的电路设计和软件开发。针对变电站电磁环境恶劣的情况,详细介绍了本系统所作的抗干扰性能试验的方法及相关问题的解决办法。研制的装置在110kV变电站现场运行,实测数据表明该系统可有效检测出MOA中阻性电流的大小且具有较强的抗干扰性能。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 氧化锌避雷器简述
• 1.2 氧化锌避雷器的故障原因
• 1.3 氧化锌避雷器状态检测及常用的方法
• 1.4 本文主要的研究工作
• 第二章 基于GPS同步的MOA阻性电流检测原理和方法
• 2.1 MOA保护特性和等效电路
• 2.2 氧化锌避雷器阻性电流检测方法
• 2.2.1 补偿法检测阻性泄露电流法
• 2.2.2 利用零序电流检测阻性电流三次谐波电流法
• 2.2.3 谐波分析法或数字波形分析法
• 2.3 基于GPS同步的MOA阻性电流带电检测系统组成和原理
• 2.4 本章小结
• 第三章 基于Fourier级数的相位差测量
• 3.1 传统的相位差检测方法
• 3.1.1 过零点法
• 3.1.2 相关法
• 3.1.3 波形变换法
• 3.1.4 快速相位检测方法
• 3.1.5 对现有方法的总结
• 3.2 基于Fourier的相位差检测算法
• 3.2.1 连续信号的Fourier级数表示
• 3.2.2 基于Fourier的相位差检测算法
• 3.3 算法仿真
• 3.3.1 A/D量化位数的精度影响分析
• 3.3.2 采样频率的精度影响分析
• 3.3.3 测量数据时间长度对精度的影响
• 3.3.4 算法对电压频率漂移的耐受性
• 3.4 本章小结
• 第四章 基于GPS的MOA电压和泄漏电流同步测量技术
• 4.1 GPS简介
• 4.2 基于GPS秒脉冲的同步测量原理
• 4.3 MOA电压和泄漏电流同步测量流程
• 第五章 MOA便携式检测装置设计和实现
• 5.1 系统组成
• 5.2 硬件设计
• 5.2.1 供电模块设计
• 5.2.2 放大器电路设计
• 5.2.3 EEPROMs模块设计
• 5.2.4 通信模块
• 5.3 软件流程
• 第六章 CVT监测装置设计与实现
• 6.1 系统组成
• 6.2 硬件设计
• 6.2.1 供电模块设计
• 6.2.2 放大器电路设计
• 6.2.3 地址选择电路
• 6.2.4 指示灯
• 6.2.5 通信模块
• 6.3 软件流程
• 第七章 电磁兼容试验及结果
• 7.1 瞬变脉冲抗扰度试验
• 7.1.1 电快速瞬变脉冲群特性
• 7.1.2 电快速瞬变脉冲群骚扰的作用形式
• 7.1.3 电快速瞬变脉冲群对对主控CPU的影响
• 7.1.4 试验过程及问题总结
• 7.2 浪涌抗扰度实验
• 7.3 工频磁场抗扰度试验
• 第八章 现场安装与实测数据
• 第九章 总结与展望
• 9.1 总结
• 9.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间已发表或录用的论文