高压设备危险局部放电在线监测系统硬件研究

论文摘要

高压设备预防性非破坏试验中所加电压远远低于设备正常运行电压,不能有效检测出设备绝缘缺陷。高压设备在线绝缘监测是保证电力系统安全发电、供电,及时发现事故隐患,减少停电检修,提高供电可靠性的重要手段。精确性和可靠性是衡量监测设备的重要标准。论文以高压设备危险局部放电在线监测系统的硬件结构为主线,详细叙述了监测探头、插板子电路板、逻辑电路板的设计原理和结构组成以及在现场中的抗干扰问题。设备在每次运行之前,偏置电压从0V变化到最大值,确定在当前环境下CD4098的翻转电平幅值,改变了以往使用单一电压幅值的状况,进一步提高了监测设备的测量精度;系统使用了LOC110光电隔离器件,它既能对交流或数字信号进行光电隔离,又能对直流信号进行光电隔离,打破了以往只对交流或数字信号进行隔离的局限,并且该器件的分辨率能达到12位,使测量电压幅值更加精确;监测设备使用具有超低功耗的MSP430F449单片机,能够长久保持在运行状态。在通讯过程中,为了防止现场强电磁环境产生传输数据误码,系统采用了光纤作为通讯介质,既能保证数据传输的准确性,又延长了传输距离。通过在高压实验室中模拟现场设备放电,充分验证了此高压设备危险局部放电监测设备比原有的监测系统精确可靠,并解决了不能进行长距离数据传输的问题。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 国内外在线绝缘监测技术的现状
• 1.3 国内外在线绝缘监测技术的发展趋势
• 1.4 在线绝缘监测的技术关键
• 1.5 本文主要工作
• 第二章 在线绝缘监测系统的基本原理
• 2.1 高压设备局部放电运行监测的目标
• 2.2 常规局部放电检测方法的局限性
• 2.3 宽带甚高频检测法
• 2.4 双探头平衡法排除干扰
• 2.5 危险信号的判据
• 第三章 高压设备在线绝缘监测系统硬件原理及其结构
• 3.1 高压设备在线绝缘系统的总体结构
• 3.2 监测探头工作原理及其硬件电路
• 3.2.1 监测探头中高通滤波电路
• 3.2.2 监测探头中信号整形电路
• 3.3 插板电路板的工作原理及其结构
• 3.3.1 插板电路板中硬件抗干扰电路
• 3.3.2 插板电路板的线性光电隔离电路
• 3.4 在线绝缘监测系统逻辑电路原理及其结构
• 3.5 过零点电路模块
• 3.6 SPI模块
• 3.7 在线绝缘监测系统的通讯模块
• 3.8 在线监测系统的抗干扰问题
• 3.8.1 干扰形式
• 3.8.2 抗干扰措施
• 第四章 高压设备在线监测系统应用测试及其结果
• 第五章 结论及其展望
• 参考文献
• 发表论文和科研情况说明
• 致谢