氧化锌避雷器在线监测系统研制

摘要

氧化锌避雷器已成为近些年主要的电力系统过电压保护装置，它的应用越来越广泛。在电力系统的运行中，热老化、暂态、谐振过电压冲击、避雷器内部受潮等因素都将导致避雷器的损坏甚至爆炸。因此，为了保证电力系统的安全运行，对金属氧化物避雷器进行在线监测以实时了解其运行状态，及时发现避雷器的异常现象和事故隐患是十分必要的。
　　近年来，电力设备运行状态的在线监测已成为热门课题。在氧化锌避雷器在线监测层出不穷的方法中，监测其对地泄漏电流中的阻性电流分量的方法相对较为成熟精确。其中，以B相电压过零点为起始点而推导的阻性泄漏电流提取的新方法，经仿真验证可以有效地消除电网谐波电压与相间耦合电容的干扰。
　　本文设计制作了基于阻性电流提取新方法的氧化锌避雷器在线监测软硬件系统。该系统包括信号采集部分及数据处理部分。硬件系统以DSP TMS320F2812为核心的氧化锌避雷器在线监测系统的硬件电路，包括信号的采集及调理、滤波、数模转换、DSP最小系统、数据存储等硬件电路。其次在硬件设计的基础上，按照系统功能要求设计了软件程序，包括A/D采样子程序、滤波算法子程序、积分算法子程序、FFT算法子程序、阻性电流提取子程序等。最后用软件的方法测试了所编程序，用信号发生器产生波形对系统进行测试，在测试的过程中发现了低频干扰。针对该现象本文提出了一种新的数字积分器用于解决该干扰对积分环节造成的影响。利用氧化锌压敏电阻模拟氧化锌避雷器阀片搭建实际电路在低电压等级下进行实验，用本文设计系统进行数据采集后进行数据运算处理最终提取出阻性泄漏电流，并对结果进行了对比分析。结果证明本系统合理有效。

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第1章绪论

1.1课题的背景与研究的目的和意义

1.2国内外研究现状与分析

1.3 本课题研究的主要内容

第2章氧化锌避雷器泄漏电流阻性分量提取新方法

2.1泄漏电流阻性分量提取新方法推导简介

2.2系统检测用设备

2.3新方法的主要优点

2.4本章小结

第3章信号采集与处理环节硬件设计

3.1信号采集放大滤波电路

3.2 ADS8556外部电路、DSP与A/D连接电路

3.3 DSP外扩RAM电路

3.4 系统整体方案

3.5本章小结

第4章系统软件设计

4.1系统初始化程序

4.2信号采集子程序

4.3信号积分子程序

4.4 FFT子程序

4.5提取阻性电流子程序

4.6 主程序流程

4.7本章小结

第5章实验系统设计及实验方法

5.1实验平台的搭建

5.2实验方案

5.3实验结果及分析

5.4本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间所发表的学术论文

致谢