变电站分布式容性设备绝缘在线监测系统设计

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1、专业学位硕士学位论文变电站分布式容性设备绝缘在线监测系统设计DesignofonLineMonitoringSystemforDistributedCapacitiveEquipmentinSubstation作者姓名：原野，工程领域：电气工程，学号：41509027，指导教师：戚栋副教授，完成日期：2017.10.11，大连理工大学DalianUniversityofTechnology大连理工大学专业学位硕士学位论文摘要容性设备是指其绝缘设计中采用电容原理的电气设备。变电站中高压容性设备众多，占据变电站设备的50%以上。高压容性设备是变电站重要的设备组成部分，它们承担着重要的工作

2、任务，一旦出现绝缘泄漏等故障，将会导致严重的后果。传统的工作方式中，对该类设备的绝缘检测都是在设备停运状态下进行，这会造成大面积的线路停运，给人民生产生活带来不便。本课题设计一种容性设备绝缘在线监测系统，它借鉴变压器状态检修的原理，将对容性设备的检修由传统的停电检修方式变为状态检修方式，这使得可以根据对绝缘状态的实时监测结果预判出其运行状态，使得在绝缘状态没有出现泄漏时能够及时预判故障，避免出现绝缘泄漏事故。课题设计中使用TMS320F28335控制器作为主处理器，采用专用的16位ADC控制器进行模拟量采集，保证了泄漏监测的准确性，同时增加了对环境参数的检测，将环境参数引入到绝缘监测

3、中，降低了环境问题对绝缘检测准确性的干扰。论文首先介绍了容性设备绝缘监测系统设计中使用到的相关技术，讨论了绝缘泄漏检测方案，研究了电流传感器的工作原理，其中重点讨论了介质损耗的检测原理和方法。其次研究了绝缘在线监测系统的总体设计，分析了系统的总体结构和绝缘监测单元的工作原理，讨论了其基本实现原理和监测流程，完成了容性设备绝缘监测单元的总体结构设计，绘制了监测终端电路的结构框图，并研究了硬件干扰的措施。论文重点设计了容性设备绝缘在线监测终端的硬件单元。介绍了在线监测终端的各个单元功能，绘制了硬件单元的功能结构图，对ADC转换方案进行对比分析，确定了使用专用ADC转换芯片的方案。讨论了处

4、理器部分电路、电压和电流采集单元电路、锁相环电路以及ADC控制部分电路设计，并制定了系统电源方案，给出了各个部分详细的电路原理图设计。论文最后完成了绝缘在线监测单元的软件程序设计，并对监测单元进行调试。设计了绝缘在线监测终端主程序，绘制了主程序流程图和ADC控制程序流程图。介绍了绝缘在线监测单元的调试过程，完成了电路板的联通性调试、电路基础功能调试以及样品精度的测试。通过与电科院标准设备的对比确认，本设计中的绝缘在线监测系统测量精度较高，满足使用要求。关键词：容性设备绝缘；在线监测；TMS320F28335控制器；介质损耗;-I-大连理工大学专业学位硕士学位论文Designofpow

5、erqualitycontrolunitbasedonDSPAbstractCapacitiveequipmentreferstotheelectricalequipmentwhichadoptstheprincipleofcapacitanceinitsinsulationdesign.Therearemanyhighvoltagecapacitiveequipmentinsubstation.Itoccupiesmorethan50%ofsubstationequipment.Itisanimportantcomponentofthetransformersubstation.I

6、ttakesonanimportanttask.Oncetheinsulation,leakageandotherfaults,willleadtoseriousconsequences.Inthetraditionalwayofwork,theinsulationdetectionofthiskindofequipmentiscarriedoutundertheconditionofequipmentoutage.Thiswillresultinalargeareaofthelineoutage,causinginconveniencetothepeople'sproduction

7、andlife.Inthispaper,anon-lineinsulationmonitoringsystemforcapacitiveequipmentisdesigned.Itreferstotheprincipleoftransformerconditionbasedmaintenance.Itwillchangethetraditionalmaintenancemodeofpowerfailureintoconditionbasedmaintena