高压容性设备绝缘在线监测系统的研究与设计

论文摘要

高压容性设备是电力系统主要设备之一,保证其安全可靠运行,对提高电力系统的供电可靠性具有十分重要的意义。本文以研究、设计高压容性设备绝缘在线监测系统为目的,针对目前产品检测精度不高、测量值波动大、不稳定、温度漂移大,抗电磁干扰能力差,安装繁琐等问题,依据傅立叶频谱分析理论,采用铍膜合金设计了穿芯式零磁通微电流传感器,开发了基于DSP+CPLD的容性设备绝缘在线监测单元及相应的软件系统,有效解决了容性设备在线监测存在的问题。本文的主要工作和研究成果如下:1.针对介质损耗测量的特点和要求,分析影响测量精度的各种因素,研究基于DSP的傅立叶加窗变换的介损检测算法及应用。2.研制了基于DSP+CPLD及高精度同步AD为核心的数字式一体化监测单元,就地数字化监测单元,是本项目的创新点,有效解决了集中式在线监测系统模拟信号长距离传输带来的问题。该监测系统采用基于CAN总线的三层分布式系统结构,防强电磁干扰。3.在软件上利用C++ Builder 6.0作为开发工具,以SQL Server 2000作为数据库,基于Microsoft.Net技术平台,结合XML、AJAX和Web Service等技术开发。系统采用B/S架构,支持多用户的并发连接和查询操作,可以实时监测、浏览历史数据、谱图数据等信息,并具备相应的授权操作管理功能。本文研制的产品能有效地对高压容性设备的绝缘状况进行在线监测,经检测与实际应用,性能稳定、可靠。但在测量结果、分析智能化和硬件数据超高速采集方面有待进一步的提高。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究的背景及意义
• 1.1.1 问题背景
• 1.1.2 研究意义
• 1.2 国内外研究及应用现状
• 1.3 本课题来源及研究的主要内容
• 1.3.1 本课题来源
• 1.3.2 本课题主要研究内容
• 1.3.3 本文的主要工作和章节安排
• 第2章 高压容性设备绝缘在线监测算法及总体设计
• 2.1 介质损耗值tgδ测量的原理和意义
• 2.2 影响tgδ在线监测值的因素
• 2.3 目前已有的在线监测算法
• 2.3.1 过零点电压比较法
• 2.3.2 基于傅立叶的谐波分析法
• 2.3.3 正弦波参数法
• 2.3.4 小波变换分析法
• 2.3.5 CZT 算法
• 2.3.6 基于正弦波参数法的小波消噪
• 2.4 结合DSP 的加窗FFT 算法研究
• 2.4.1 FFT 算法的原理
• 2.4.2 结合DSP 实现FFT 算法修正
• 2.4.3 结合DSP 的FFT 算法配置及测试
• 2.5 零磁通穿芯结构小电流传感器
• 2.6 容性设备绝缘在线监测系统组成及原理
• 2.6.1 系统组成
• 2.6.2 系统工作原理
• 2.7 系统软件开发工具
• 2.8 本章小结
• 第3章 高压容性设备绝缘在线监测系统硬件设计及实现
• 3.1 引言
• 3.2 高压容性设备绝缘在线监测系统总体结构
• 3.3 系统硬件设计
• 3.3.1 零磁通微电流传感器设计
• 3.3.2 基于DSP+CPLD 的现场监测单元硬件设计
• 3.4 通信模块设计
• 3.5 监测单元底层软件设计
• 3.6 监测单元数字化介损测量技术的实现
• 3.6.1 测量工作流程
• 3.6.2 样品检测与试验应用
• 3.7 故障诊断方法
• 3.8 防电磁干扰措施
• 3.9 本章小结
• 第4章 高压容性设备绝缘在线监测系统软件设计及实现
• 4.1 软件开发工具简介
• 4.1.1 可视化应用程序开发工具C++ Builder
• 4.1.2 SQL Server 2000 数据库
• 4.2 系统软件运行环境及工作模式
• 4.2.1 系统运行环境
• 4.2.2 系统工作模式
• 4.3 监测系统软件的总体结构
• 4.3.1 系统功能
• 4.3.2 结构层次设计
• 4.4 模块设计
• 4.4.1 通讯模块设计
• 4.4.2 参数设置模块设计
• 4.4.3 数据管理模块设计
• 4.4.5 设备管理模块设计
• 4.5 通讯协议
• 4.6 数据库设计
• 4.7 系统工作流程
• 4.8 系统软件的程序界面设计
• 4.8.1 配置文件
• 4.8.2 程序界面
• 4.9 本章小结
• 第5章 实验与结果分析
• 5.1 实验方案
• 5.2 实验数据与波形
• 5.3 数据分析及结果
• 5.4 本章小结
• 第6章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间参加的科研项目和成果