綦江变电站1＃主变局部放电定向耦合在线监测系统设计及应用分析

摘要

电力变压器局部放电在线监测是目前高电压绝缘检测与诊断领域研究的热点课题。由于变压器内部实际产生的局部放电信号非常微弱,加之现场严重的电磁干扰,局部放电信号的在线获取困难很大。现有技术虽然取得了一定的效果,但仍不能满足工程应用的要求。本文开发设计了一套适用于在线监测的变压器局部放电在线监测系统,并针对工程应用的需要,对系统处理后的变压器局部放电信息作了分析,得到了变压器局部放电信息的部分特征。首先,对用于变压器局部放电在线监测的电流传感器进行了系统的理论和仿真研究。建立了传感器的等效电路模型,经理论分析得到了传感器的传输函数;就传感器各参数对传感器的频率特性及灵敏度的影响加以研究;结合现场应用的实际,对工频大电流及雷电流下电流传感器的安全可靠性进行了核算。其次,设计了变压器局部放电在线监测系统的硬、软件。自行开发设计了可应用于变压器现场的电流传感器,滤波放大电路以及信号采集电路;开发设计了软件系统,能够实现对信号高精度的采集、方便快捷的查询和安全可靠的远距离传输。最后,实现了整个系统在220kV綦江变电站1＃主变的安全可靠安装,并投入试运行,对系统试运行采集到的局部放电数据进行了分析,总结出了1＃主变局部放电的特征。试运行情况表明:系统安全可靠,能够实现变压器局部放电信息的采集、分析和局部放电特征的提取等功能,能够满足工程应用的要求。

目录

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1 绪论

1.1 变压器局部放电在线监测的意义

1.2 变压器局部放电在线监测技术的研究现状

1.2.1 非电测法

1.2.2 电测法

1.2.3 传感器技术

1.2.4 抗干扰技术

1.3 本论文主要研究内容

2 局部放电在线监测多端耦合电流传感器的电气特性及可靠性分析

2.1 引言

2.2 离线检测阻抗的响应特性

2.2.1 检测回路

2.2.2 检测阻抗的响应特性

2.3 电流传感器的设计及频率特性分析

2.3.1 窄带式电流传感器的等值电路及传递函数

2.3.2 线圈各参数对传感器频率特性的影响

2.3.3 仿真与实测结果分析

2.3.4 宽带型电流传感器的频率特性

2.3.5 传感器的响应特性

2.4 传感器灵敏度及线性度分析

2.4.1 灵敏度分析

2.4.2 线性度分析

2.5 电流传感器的安装及安全可靠性核算

2.5.1 电流传感器的安装

2.5.2 传感器的安全可靠性核算

2.6 小结

3 局部放电多端定向耦合在线监测系统设计

3.1 引言

3.2 硬件系统设计

3.2.1 局部放电监测控制器设计

3.2.2 高速数据采集单元

3.3 软件系统设计

3.3.1 总体设计

3.3.2 采样系统设计

3.3.3 参数设置及远程传输设计

3.3.4 查询系统设计

3.3.5 数据库设计

3.4 小结

4 现场安装及运行结果分析

4.1 引言

4.2 设备安装方案

4.2.1 局部放电传感器的安装

4.2.2 局部放电监测控制箱的安装

4.2.3 局部放电在线监测主屏的安装

4.2.4 母线PT二次侧电压信号的获取

4.2.5 测量电缆和电源线的敷设

4.3 运行结果分析

4.4 小结

5 结论

致谢

参考文献

附：作者在攻读工程硕士期间承担和参与的工程科技项目