光纤数字化高压容性设备绝缘监测系统的研究

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1、光纤数字化高压容性设备绝缘监测系统的研究（1.国网河北省电力公司电力经济研究院石家庄050021;2.国网河北省电力公司电力科学研究院石家庄050021）摘要：介质损耗是表征电容型电气设备绝缘特性的重要参数。针对目前容性设备在线监测中存在的主要问题，木文结合光电转换技术、光纤传输技术、数字信号处理技术以及虚拟仪器技术，研制出了一套基于光供电光纤传输方式的电容性电气设备介质损耗在线监测软硬件系统。关键词：容性设备；介损；光纤传输；LabVIEW0引言电气设备是组成电力系统的基木元件，其安全运行是电力系统安全、稳定、经济运行的前提条件［1］。对设备绝缘状况进行检测，掌握设备运行的情况，是保证设备

2、安全可靠运行的有效手段。近年来绝缘在线监测技术发展迅速，然而目前在线监测系统有传感器抗干扰能力差、信号易畸变和结构设计不合理［2】等问题，针对这些问题，木文结合光纤传输技术、光电转换技术，数字信号处理技术和虚拟仪器技术，研制基于光供电、光同步及光纤传输方式的高压容性设备绝缘监测系统。1光纤数字化高压容性设备绝缘监测系统硬件设计1.1监测系统整体设计高压容性设备绝缘监测光纤数字化系统通过光供电数据链路实现容性设备电压、电流的安全可靠测量。在通过OPDL的光同步技术准确提取电压电流信号的基础上，采用虚拟仪器技术实现变电站容性设备绝缘性能的长期实时在线监测，系统结构示意图见图1。图1光纤数字化系统

3、结构示意图1.2零磁通穿芯结构电流传感器本文采用有源零磁通传感器，通过动态平衡电子电路对采集数据进行动态调整，使铁芯始终处于“动态零磁通状态”，能够人大提高对微电流信号测量的准确度。该传感器选用起始导磁率高，损耗小的坡莫合金做铁芯，采用了深度负反馈技术和独特的屏蔽措施，能够对铁芯全自动补偿，使铁芯工作在理想的零磁通状态。1.3测量系统的同步性测试通过在实验室搭接一个简单试验电阻分压电路，从电阻上取基准信号,电流穿心三个零磁通传感器而获得取样电流，采集模块均为光供电数据链路经过长期测试，获得了整套系统的误差特性：（均己&lsqU0;分&rsqU0;为单位）：角差平均值：0.061135，角差标

4、准差：0.550694。由上可知，该系统的误差很小，冋步性非常好，能够满足测量的要求。2.光纤数字化高压容性设备绝缘监测系统软件开发软件系统基于虚拟仪器（VirtualInstruments,简称VI）的概念进行开发［3］，设计采用了模块化、分层分级的设计思想，主要工作是进行设备控制、数据采集处理与信息保存，可分为三大模块，分别为图形系统、监测系统和信息查询系统。软件系统以调度自动化SCADA界面（一次设备接线图）为主体设计图形界面，采用动态前景显示设备实吋状态，界面友好，操作简便。采集的数据均使用数据库方式保存，通过LabVIEW的LabSQL开放工具包实现了与SQLServer数据库的互

5、联。运行监测系统通过基于LabVIEW虚拟仪器的VISA架构实现采集数据在计算机和模块之间传输与通信。实现监测数据采用ASP.NET技术和LabVIEW的远程面板发布技术实现了基于浏览器/服务器（B/S）模式的信息查询系统和远程控制系统。3高压容性设备绝缘监测光纤数字化系统的运行采用以上开发的监测系统，对实验室内的一台电流互感器的介损进行监测，电流互感器介损采用西林电桥测量结果为0.0052,系统测量的结果如表1。试验所得三个通道的结果基本一致，证明零磁通互感器和系统测试误差波动小，工作稳定，效果较好。虽然测试的均值和西林电桥的测量结果冇一定偏差，这与调压器和TV的角差有关，可进行校正。4.

6、结论本文采用虚拟仪器技术，应用LabVIEW软件，研发了一套高压容性设备绝缘监测光纤数字化系统，并对实验室内的一台电流互感器的介损进行了检测，并将测试结果与传统方法进行比较，基本实现了系统建模“所见即所得”，得到了较为精确的测试结果，有利于监测自动化水平的提高。参考文献[1】朱根良.500kV电流互感器介质损耗因数的测量与分析[j].电网技术,1998,22(4):39-44.[2】黄本雄，黄沛然，李姣军.高电压设备绝缘在线监测电流传感器的研究[」].华中理工大学学报,1996,24(5):1-2.[3】雷振山.LabVIEW7Express实用技术教程[M].北京沖国铁道出版社,2004.