广西河池220kV六墟变电站电容性设备在线智能监测系统应用研究

论文摘要

变电站电容性设备和金属氧化物避雷器(MOA)的安全、稳定运行对保证电网的安全、稳定运行具有十分重要的意义,因此研究电容性设备及MOA的在线监测系统具有重要的理论和工程应用意义。本文针对220kV广西河池六墟变电站的实际情况,就电容性设备介损和MOA阻性泄漏电流的在线监测技术和方法、在线监测系统软硬件设计以及现场安装、运行等进行了研究。①在深入研究基于离散傅立叶变换的电容性设备介质损耗谐波分析方法的基础上,针对电容性设备介质损耗的离散傅立叶变换(DFT)分析方法在电网频率波动时会造成测量结果不准确的问题,提出加窗插值算法和离散频谱相位差校正法等两种DFT相位频谱校正方法,并对该方法的性能进行了现场测试和分析,结果表明该方法具有较高的稳定性和准确性。②采用谐波分析法实现了MOA泄漏电流阻性分量的在线监测。该方法不仅能准确反映总阻性泄漏电流和阻性电流基波分量,同时还具有比常规补偿法更高的监测灵敏度。③设计了合适的硬件和软件系统。在硬件电路的实现上,选择了合适的信号传感器;合理设计了信号程控放大电路和滤波电路;设计了频率跟踪电路,数据采样/保持电路;结合软件控制选用了12位高精度的A/D集成数据采集卡,使软件编程简化且具有较高的灵活性和可扩展性。④制定了220kV广西河池六墟变电站现场安装方案,并完成了系统的安装、调试和试运行。半年多的试运行结果表明:该在线监测系统能够对电容性设备介质损耗和MOA阻性泄漏电流的进行有效监测,并具有较高的稳定性和精确性。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 1 绪论
• 1.1 电气设备绝缘在线监测的重要意义
• 1.1.1 电气设备绝缘在线监测的意义
• 1.1.2 电容性设备介质损耗在线监测的意义
• 1.1.3 MOA阻性电流在线监测的意义
• 1.2 电气设备绝缘在线监测的研究现状
• 1.2.1 测量介损tanδ的方法
• 1.2.2 测量MOA泄漏电流的方法
• 1.3 本文研究的主要内容
• 2 基于谐波分析法的tanδ和MOA阻性电流在线监测原理
• 2.1 引言
• 2.2 基于相位频谱校正法的介质损耗tanδ的监测原理
• 2.2.1 谐波分析法测量tanδ的原理
• 2.2.2 DFT相位频谱校正方法
• 2.2.3 谐波分析法测量tanδ的特点分析
• 2.3 MOA阻性电流的监测原理
• 2.3.1 谐波分析法监测MOA阻性电流的原理
• 2.3.2 谐波分析法监测MOA阻性电流的特点分析
• 2.4 小结
• 3 在线监测系统的硬件设计
• 3.1 引言
• 3.2 传感器的设计与选择
• 3.2.1 电压传感器性能指标及工作原理
• 3.2.2 电流传感器性能指标及工作原理
• 3.3 前置信号处理电路设计
• 3.3.1 信号放大电路设计
• 3.3.2 滤波电路的设计
• 3.4 数字信号采集单元的设计和选择
• 3.5 现场通信控制电路设计
• 3.5.1 RS-485现场通信模块
• 3.5.2 译码及控制电路设计
• 3.6 小结
• 4 在线监测系统的软件设计
• 4.1 引言
• 4.2 软件系统总体框图
• 4.3 数据采集程序的设计
• 4.3.1 现场通讯程序的设计
• 4.3.2 程控放大电路控制程序设计
• 4.3.3 A/D转换控制程序设计
• 4.4 数据处理程序的设计
• 4.5 系统配置程序设计
• 4.6 远程通信程序设计
• 4.7 小结
• 5 220kV河池六墟变电站绝缘在线监测系统运行情况分析
• 5.1 引言
• 5.2 在线监测系统的硬件安装
• 5.2.1 在线监测系统主屏的安装
• 5.2.2 隔离电压传感器的安装
• 5.2.3 电流传感器的安装
• 5.2.4 环境温、湿度传感器的安装
• 5.2.5 测量电缆和电源线的敷设
• 5.3 在线监测系统的调试
• 5.4 在线监测系统现场运行数据分析
• 5.4.1 电容性设备在线监测数据分析
• 5.4.2 MOA在线监测数据分析
• 5.5 小结
• 6 结论
• 致谢
• 参考文献