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電力系統(tǒng)及其自動化學報基于的變壓器局部放電在線監(jiān)測系統(tǒng)張廣春,魏曉惠,佟來生,童曉陽,吳廣寧西南交通大學電氣工程學院,成都610031與否直接影響電網的安全穩(wěn)定運行。變壓器的局部放電信號是判斷其工作狀態(tài)的重要參數。本文介紹了種基于。只處理器的變壓器局部放電在線監(jiān)測系統(tǒng)實現(xiàn)對變壓器絕緣狀態(tài)的監(jiān)測。該系統(tǒng)充分利用其強大而高速的數據處理能力對采集的局部放電數據進行快速復雜的運算。
1引言近年來,隨著電網容量電壓等級的提,以及電力改革的推進,供電部門不僅要確保供電可靠性,還要保證供電質量。變壓器作為電力系統(tǒng)中不可或缺的重要設備,它的正常工作與否直接影響電網的安全穩(wěn)定運行。因此,確保變壓器的可靠運行具有重要的現(xiàn)實意義。我國,1以上的大型變壓器在近年來多次發(fā)生的絕緣事故,大都與其局部放電有關。因此對局部放電進行有效的監(jiān)測可以有效地判斷變壓器的運行狀態(tài)。
我陽變壓器狀態(tài)檢修工作期以來直執(zhí)這種制度在,時及以后的兒十年對我國電力設備方法不能監(jiān)測變樂器的實際運1怙況,也不可能準確反映變樂器的絕緣狀況及其發(fā),趨勢。所以,傳統(tǒng)的預防性試驗己不能滿足實際需要,而實時有效的絕緣在線監(jiān)測技術得到了廣泛的研究和應用12,3.在此基礎上開展電力變壓器的狀態(tài)檢修制度,經過不斷完善和改進后更能體現(xiàn)該修必修,修必修好的指導思想。
變壓器局部放電在線監(jiān)測系統(tǒng)監(jiān)測運行狀態(tài)下的變壓器的絕緣狀態(tài)信息,能及時反映出變壓器合設谷的力上和現(xiàn)狀,考6同類設備的運行情況,應用系統(tǒng)工程的方法進行綜合分析判斷,從而查明設備內部狀況,掌握缺陷性質預測隱患發(fā)展趨勢,并提出預防措施和治理對策。
測系統(tǒng)的檢測原刑整體站構及硬件構成。
系統(tǒng)的檢測原理電力變壓器的局部放電會產生電脈沖電磁輻射超聲波光,并引起局部過熱。油中放電還將分解出氣體,產生能量損耗等。因此,對局部放電的檢測相應地出現(xiàn)了脈沖電流測量超聲波測量光測量化學測量超高頻測量等方法。
本系統(tǒng)主要采用脈沖電流法。該方法通過檢測阻抗接地線以及繞組中由于局放引起的脈沖電流,獲得視在放電量。它是研,早應用廣泛的種檢測7法,也足國小上唯標準1瓦27壓器絕緣在線監(jiān)測中發(fā)揮了重要的作用。
3系統(tǒng)結構3.2基于03的底層數據采集系統(tǒng)該數據采集系統(tǒng)要負心在線采集貨壓器的局部放電信號,并提取局部放電的特征參數中9,代中為局放相位為放屯景為放屯吊,復率。03實時地以高采樣率連續(xù)采集段時間的變壓器部放電在線監(jiān)測系統(tǒng)在結構上分為部分,分別為寬頻帶屯流傳感器系統(tǒng)沾十,3處理器的數據采集系統(tǒng)以及位于主控室的局變壓器局部放電信號,并計算出局放信號的電9以獲得該段時間的中維放電指紋特征數據。03再將放電數據按照標準的通信協(xié)議傳到放工作站即故障診斷系統(tǒng)。該在線監(jiān)測系統(tǒng)的整局放工作站,供進步的診斷。同時,該系統(tǒng)也接收體結構1.
變器含電容前置放大傳感器系統(tǒng)通汛總線局放工作站工作站的遙,指令,并執(zhí)行相應的操作。
系統(tǒng)上電后,3首先完成自身的初始化,包括配置,1±,設置數據識指針斷和1投化,包括清顯以河,設置文本區(qū)形區(qū)和顯不方式,建立漢字點陣等;然后啟動人0等待中斷;后進入循環(huán)數據采樣處理顯和串行通訊,完成實時采樣數據處理液晶顯和串行通訊等任務。
3.1傳感器系統(tǒng)傳感器系統(tǒng)負責獲取局部放電信號,它的性能將直接影響監(jiān)測和診斷的效果。由于電力設備處于高電壓強電磁環(huán)境下,因此要求傳感器要有足夠換傳送局部放電信號。
頻電流傳感器和寬頻放大器組成。傳感器坫于線圈原現(xiàn),采磁耦合方式工作,閃此檢測回路與高壓回路之間無直接電聯(lián)系,非常適用于現(xiàn)場監(jiān)測。傳感器安裝在變壓器高低壓側的中性點接地線處。
傳感器具有如下性能在較寬的頻帶上具有平坦的幅頻響應3帶寬為102,20如切;響應速度快建立時間為仍數量級;靈敏度高可測量小局部放電脈沖的幅線性度好,輸出失真小局部放電脈沖幅安全可靠安裝在中性點零電位處,具有良好的固定屏蔽。
3.2.I數據采集系統(tǒng)地整體結構131處理器3206為核心,輔以外圍1轉換通訊屯平轉換液品顯電路梭塊。實現(xiàn)局部放電信號的采集計算上傳和顯等功能。3.2.2系統(tǒng)主要模塊320206數字信號處理器山于單片微處理器的處理能力限以及應長足的進步,器件價格大幅度下降,開發(fā)手段越來越豐富也越來越容易,而數字信號微處理器又具有比普通的單片微處理器強幾個數量級的運算處理能力這些都為數字信號微處理器的普及和應用普通單片微處理器的主導地位己是必然的趨勢。
320206是,13202系列中唯。具有廠內5存儲器的器件,也是其中具多資源的器件之5.因此,丁肘3320206是取代普通單炒微處理器的佳選擇之了32OF2O6Allft.USP,iHi4.5Xl6ftW速31;階3216位的高速1381個16位定時器個導步串個同步串及個外部因此,本文研制的寬頻電流傳感器系統(tǒng),不僅可以實現(xiàn)局部放電信號采集,而且具有較強的抗千擾州力可滿足變壓器局部放電,現(xiàn)場測的實中斷。
信號預處理及人0轉換傳感器檢測到的局部放電信號經光電隔離多際。=域咖刷咖叫以似進入信。處理電路。件由程控衰減心放大電路判別其幅值范圍,并作轉換,程控衰減放大電路的動態(tài)范圍為40出;信號經衰減放大電路廠進入程控組合式濾波電路了滿足觀場測量的各種要求,設計了級濾波頻段14出,500換器件采用高速14位人轉換器,輸入范圍±5,的模擬電壓。人0轉換模塊設有多種量程,采用中斷輸出方式,節(jié)省器件功耗。
7,245是高速低功耗414父18嚇0存儲器,讀寫周期為10叫具有獨立的18位輸入輸出接口和讀寫時鐘信號,可以實現(xiàn)同步讀寫操作。
前數據儲的深度。其十爪,1和。,化為可編程空滿狀態(tài)位,可根據系統(tǒng)的,求對存儲進行設定嚇0的狀態(tài)信息代了己采樣的點數,當采樣點數達到預期的數量時,相應的狀態(tài)位置位,觸發(fā)03的外部中斷,中止測量過程,由5讀取數據進行處理。
該液品顯屏采用北京精電蓬遠顯技術有限公司生產的102864液晶顯模塊。MGLS12864江,內置2片,61202液晶顯驅動器個,61203作為馭動器,可顯641的點陣形,其主要特點為可以形字符及形和字符混合種方式進行顯;具有64讓的內部存儲器。
485和舊232串1通計1接門。
485串口主要用于和上位局放工作站之間的汕訊,包括上傳檢測數據接收上位機傳來的控制指令等等。1485驅動電路采用的是具有瞬變裝置,從而顯著地提了器件抗過電壓瞬變的可靠性。過電壓瞬變是指超過線路工作電壓的非正常壓脈沖,其寬度可以從幾十毫秒至幾毫秒。引起過壓瞬變的來源通常是雷電靜電放電和交流電故障。普通的只3 485收發(fā)器很容易被過壓瞬變損壞,如果要有效地加以保護,般需外接包括隔離變壓器在內的保護器件。若使用5,758,84,可直接與傳輸線相接而不需要仟何外加保護元作,是種可靠**和簡單的設計方案。
232串口在本系統(tǒng)中主要有兩個作用。第用戶可以采用便攜式計算機在現(xiàn)場進行局部放電的測量,下載測量數據。第,用戶也可以通過此串口下載可執(zhí)行程序到206內部,人3232驅動電路選用232芯片。人,232功耗低集成度高片內集成電荷泵,只需外接+5電源,具有兩個發(fā)送接收通道,接口電路簡單可靠忭好。
3.3局部放電工作站局部放電工作站豎功能是通過在其1運打并以多種方式顯中維放電指紋特征數據,在其上存儲的局部放電歷史測景數據可供工作人員及遠程管理系統(tǒng)查詢。正常運行時,系統(tǒng)可隨,在線監(jiān)測記錄屯力變味器的狀態(tài),并利用診斷系統(tǒng)對設備的運1狀態(tài)進分析判斷。變壓器出現(xiàn)異常該系統(tǒng)快速采集處即。故障數據,同時完成在線計算存儲統(tǒng)計報警分析報數據遠傳等功能。
結論電在線監(jiān)測系統(tǒng)的原理及其構成。局部放電信號的獲取采用寬頻帶電流傳感器,它具有足夠的抗干擾,性,敏度和線性度。該系統(tǒng)以高性能的18 320206十六位定點為核心,充分利叫1強人1.高速的數據處理能力付采集的局部放屯數據進行復雜的運算,并快速得出結果。該系統(tǒng)并具有多種通訊接口,可與上層管理系統(tǒng)實現(xiàn)方便快捷的通訊。
5參考文獻1許婧,王晶,等。電力設備狀態(tài)檢修技術研宄綜述。電網84內側接廠乓瞬奸,護涵響相電流之間的耦合通過專家解耦規(guī)則弱化之后,分,對1;相電流旭過模糊控制器進行控制,實現(xiàn)電流平衡與優(yōu)化,從而分別得到個電機的調整時間。
3執(zhí)行級控制實現(xiàn)執(zhí)行級的主要目標是根據協(xié)調級輸出的優(yōu)化電流控制電極位置,從而使爐溫得到佳控制,具體通過熵理論實現(xiàn)。為此,用概率控制系統(tǒng)的設計問,并指定個在允許控制空間內選擇優(yōu)解答不確定性的分布閑數。當分布滿足杰恩大熵準則時,控制問的性能準則與挑選定控制優(yōu)控制解。要得到爐溫的佳控制,系統(tǒng)的拉格朗日函數的平均值取下列形式過程決定的微分的約束在允許控制空間內選取設計不確定性密度,使之滿足杰恩大熵原理,可得相關的熵如下于是問就變?yōu)樵谠试S技制空間,內選,優(yōu)控制的小不確定性。,由密度函數覆蓋,而7,在達到大值。只要求解下式即可將訃算結果代入式刀,便可得到爐溫和電極位置的有效控制。
4結論本裝置研制成功后,進行了實驗室性能仿真測試,在廣東韶關冶煉廠系統(tǒng)和系統(tǒng)投入使用。結果明,本系統(tǒng)測量準確,控制快速靈敏,各項功能都能正常運行各種惡劣環(huán)境中,該裝置運行情況良好,具有很高的可靠性。可確保電極平穩(wěn)調節(jié)。達到電弧爐溫度的要求和相電流的產衡,同時改善勞動強度降低電耗提高了電弧爐鉛鋅冶煉的質量產量和管理水平。
5參考文獻5陳峻嶺,羅安,李正國,陳瑞諾。智能大功率電弧爐自動控制系統(tǒng)。中國有色金屬學報,2002,122393,3976陳峻嶺,羅安,李正國。,4181在智能大功率電弧爐控制系統(tǒng)中的應用。計算機自動測量與控制,2009625,26 7顧根華等。電弧爐電氣特性在線監(jiān)測系統(tǒng)的研制和應用。工業(yè)加熱,200230,328武駿,李士琦。交流電弧爐相不平衡供電的研究。鋼鐵上接第37頁2嚴璋。電氣絕緣在線檢測技術。北京水利電力出版社,3郭碧紅,楊曉洪。國內電力設備在線監(jiān)測技術的開發(fā)應用狀況分析。電網技術,1999,23865,684吳廣9.謝!。等。人型電機;放電監(jiān)測用寬頻電流傳感器及應用的研宄。西安交通大學學報,1996,3065李剛,林凌,葉文宇。了320206,3結構原理及應用。北京北京航空航天大學出版社,2002