基于EDGE的绝缘子在线监测系统的研究

论文摘要

随着国民经济的快速发展,电网规模以及供电功率的不断增大,绝缘子劣化对电力设备的影响也越来越严重,降低电力系统绝缘故障率、提高在线监测的能力已经逐渐成为一项重要的课题。现阶段国内外对绝缘子的监测,尤其是在带电运行状态下的监测,还没有比较可靠且成熟的办法。现有的绝缘子在线监测系统存在传感器安装不便、数据传输方法不可靠等问题。针对这些问题,本文对输电线路劣化绝缘子在线监测方法及应用技术进行了研究和探索。本文在现有绝缘子监测技术的基础上,依据绝缘子串电位分布变化会导致放电变化率上升的机理,分析和应用了紫外脉冲电流监测法。并且结合硬、软件设计原则,给出了绝缘子在线监测系统的总体设计方案。用紫外脉冲电流的大小和频率表征绝缘子的裂化程度。数据经过采集、处理后,通过EDGE模块发送到监控中心主机,结合监控中心的专家软件,达到对绝缘子表面状况实时监测的目的。文中阐述了紫外脉冲法的基本原理,介绍了EDGE(Enhanced Data rate for GSM Evolution,增强型数据速率GSM演进技术)的关键技术。根据单片机系统的设计原则,给出了监测终端的设计方案。终端机主要由单片机、紫外脉冲监测电路模块、信号处理模块、串口通信模块、EDGE通信模块、太阳能供电系统模块和其他外围电路构成。对可视化管理系统的实现作了简要介绍,包括后台数据库设计和程序设计。最后通过在高压大厅实验和现场的挂网应用,验证了该监测系统的效果。多次实验证明该系统能够有效监测出劣化绝缘子。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 创新点摘要
• 前言
• 第一章 紫外脉冲检测
• 1.1 绝缘子劣化原因
• 1.2 紫外脉冲检测技术
• 1.2.1 绝缘子检测方法
• 1.2.2 紫外脉冲检测法原理
• 1.3 紫外光敏管
• 1.4 本章小结
• 第二章 EDGE 技术简介
• 2.1 EDGE 技术
• 2.2 EDGE 技术原理
• 2.2.1 8-PSK 调制
• 2.2.2 EDGE 的技术标准
• 2.2.3 EGPRS 峰值吞吐量
• 2.4 EDGE 无线系统的发送和接受链路
• 2.5 本章小结
• 第三章 硬件电路设计
• 3.1 总体结构方案分析
• 3.1.1 需求分析
• 3.1.2 结构及工作原理
• 3.2 主控模块设计
• 3.3 存储模块设计
• 3.4 紫外脉冲模块电路设计
• 3.5 信号处理电路模块设计
• 3.5.1 程控增益电路
• 3.5.2 高通滤波电路
• 3.5.3 脉冲测量计数电路
• 3.6 EDGE 电路模块设计
• 3.7 电源电路模块设计
• 3.7.1 电源电路的结构及原理
• 3.7.2 电压变换电路
• 3.8 本章小结
• 第四章 软件设计
• 4.1 概述
• 4.2 监测终端程序设计
• 4.3 单片机数据采集与处理模块设计
• 4.3.1 数据采集模块程序
• 4.3.2 数据处理模块程序
• 4.3.3 脉冲计数模块程序
• 4.4 通信模块软件设计
• 4.4.1 初始化参数设置
• 4.4.2 SerialNET 通信方式模块
• 4.5 软件抗干扰措施
• 4.6 本章小结
• 第五章 后台管理系统的实现
• 5.1 管理系统数据库设计
• 5.2 管理系统程序设计
• 5.2.1 需求分析
• 5.2.2 解决方案
• 5.2.3 软件总体结构
• 5.3 本章小结
• 第六章 实验及数据分析
• 6.1 高压大厅实验及分析
• 6.1.1 66 kV 线路劣化绝缘子监测
• 6.1.2 120 kV 线路劣化绝缘子监测
• 6.2 现场实验及分析
• 6.3 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 发表文章目录
• 致谢
• 详细摘要