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1、电力电容型设备的绝缘介质损耗在线监测系统的设计绝缘材料2007,40(2)李曼等:电力电容型设备的绝缘介质损耗在线监测系统的设计57电力电容型设备的绝缘介质损耗在线监测系统的设计李曼,李玉忍(西北工业大学自动化学院,西安710072)摘要:设计了一种采用C8051F单片机作为主控制器的电容型设备绝缘缺陷在线监测系统.该系统通过对交流电压,电流信号进行同步采样完成对介质损耗的计算,实时反映被测设备的绝缘情况.同时对系统的结构组成,软件设计以及网络接口设计做了详细的阐述.联调结果表明:在被测信号频率小于6kHz的情况下,该系统具有较高的精度与准确性,可以快速针
2、对频率波动对采样频率进行修正,达到了绝缘缺陷监测的目的.关键词:介质损耗;在线监测;单片机;网络接口设计中图分类号:TM764.1;TM934.32;TP23文献标志码:A文章编号:1009—9239(2007)02—0057—03DesignofaOnlineMonitoringSystemforDielectricLossofCapacitiveEquipmentsLIMin.LIYu.ren(NorthwesternPotechnicalUniversity,Xian71O072.ChinaAbstract:Aonlinemonitoringsyst
3、emfordielectricloss(tan8)ofcapacitiveequipmentsusingSCMC8051Fasmaincontrollerwasdesigned.Thestructureandsoftwareandnetinterfacedesignofthesystemwerediscussedindetail.Thetan8iscalculatedbysynchronousA/DsamplingforACvoltageandcurrentsignal,whichreflectsinsulatedbugofpowerequipmentin
4、time.Thetestingresultprovesthatwhenthefrequencyofinputsignalislessthan6kHz,themonitoringsystemhassuperiorprecisionandveracity,cancorrectsamplingfrequencyaccordingtofrequencyfluctuation,thereforeachievespurposeofinsulationmonitoring.Keywords:dielectricloss;onlinemonitoring;SCM:neti
5、nterfacedesign1引言电气设备的在线监测技术具有实时不间断地监测并及时发现电气设备的绝缘隐患等优点,正被越来越多的电力部门所采用,是电力设备检修技术发展的趋势.介质损耗是电气设备绝缘监测的重要内容之一,特别是对于电容型设备,例如:电容式套管,耦合变压器等,可以及时,准确地发现设备绝缘缺陷.作者设计了一种采用SILABS公司的C8051F120单片机作为主控模块的电容型设备介损在线监测系统,该系统通过对经分压后从同相电压互感器中输出的电压信号和从电容套管上的低频电流传感器中输出的电流信号进行同步采样与计算,并对计算得到的重要数据录入保存.当接到上
6、位机指令后系统将数据经预处理并进行数据打包,通过网络接口模块发送到上位机收稿日期:2006—12—26修回日期:2007～03—05基金项耳:西北工业大学研究生创新基金项目(06042)作者简介:李曼(1982一).男,陕西西安人,硕士研究生,主要从事电力电子与电力传动及计算机测控方面研究,(电话)13484468497(电子信箱)liminboy907(~126.tort1:李玉忍(1962一).男.陕西凤翔人,教授.主要从事电力电子及计算机应用方面的研究.总站,实现了监测的无人值守,具有高度的自动化.2系统硬件结构系统主控模块采用C8051F120单片
7、机,该款单片机是SILABS公司推出的集成混合信号系统级芯片,采用与8051兼容的CIP一51内核,运算速度最高可达100MIPS,其内部集成了丰富的模拟资源和数字外设,通过I/O交叉译码开关可以将所需要的外设配置到相应的I/O口,具有高度的灵活性.由于监测系统要求对三相电压电流信号进行同步采样,而C8051F自带的8通道AD是共用一个12位串行ADC,达不到系统要求,因而本系统选用MAX12514bitA/D转换器,它具有采样保持,多路转换和A/D转换功能,同步采样性好,最快转换时间3US,转换率为每通道76kbit/s.系统结构框图如图1所示.高压侧三
8、相交流电压电流信号通过各自传感器后做低通滤波经A/D转换由主控模块
