分段式圆管型封闭母线故障在线监测

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1、第一章绪论线，对其实施状态检修有极大的重要性‘1们。在这种形势下，开发一种新型高精度、．高可靠性的高压母线在线监测及故障诊断系统具有重要的意义。1．3课题的主要工作与关键技术’本课题的主要任务是对新型高压母线绝缘老化的研究，首先介绍了新型高压母线结构特点、绝缘故障的类型及原因，选出了一种有效、准确并便于测量的特征信号，经过试验仿真研究母线绝缘老化直到击穿的过程，从而得出判据。最后通过软硬实现电力传输设备高压母线运行状态的实时监测。1．3．1主要内容(1)新型高压母线结构特点相比于传统的高压封闭母线，新型封闭母线由每段三相母线的

2、三只屏蔽层构成星形接线的一个独立的人为中性点，中性点经非线性电阻接地。其屏蔽层为断开闭合回路，减小了屏蔽层环流损耗、涡流损耗、磁滞损耗。(2)高压母线故障类型与原因及其仿真模型的建立随着母线负荷的增加，长期运行的高压母线绝缘故障与发热故障经常发生，为保证高压母线安全可靠的运行，就必须对母线的故障种类及原因进行分析，并提出预防性措施，根据三相母线的一个并联对地的分布式阻容回路来仿真模拟绝缘电阻与分布电容的动态变化来引起泄露电流的变化，得出绝缘电容和绝缘电阻与接地线电流之间的关系。(3)监测系统的硬件的设计依据已建立的故障判据，来

3、设计基于多路温度与接地线电流的高压母线在线故障监测系统。该监测装置是由上位机和下位机构成，系统采用无线的传输方式。硬件的设计包括处理器CPU的选择、温度与电流传感器的选择、外围硬件电路、数据采集与调理电路、PC机的设计。(4)模块之间的通讯与软件部分的设计详细的阐述了串口通讯的方法，包括串行通信端口的设计与实现以及相关MSComm控件的介绍。本文结合高压母线在线监测与硬件设计的特点设计了上位机与下位机的在线监测软件。(5)PC机监测软件的设计以及调试本监测系统的界面软件编写工具采用VB6．0，利用VB6．0可以实现对母线在线监

4、测装置与上位机的数据通信，以及实现温度与电流数据的显示、查询、曲线绘制、报警等功能。1．3．2技术难点高压母线在绝缘监测的技术关键主要有以下几点：(1)故障类型、原因及仿真模型的建立通过查阅大量文献进行统计总结，找出所有母线发生故障的类型及原因。建立一个西安理工大学硕士学位论文正确反映高压母线绝缘状态的模型，并仿真选取反映母线绝缘老化的特征信号。．(2)软硬件的设计掌握硬件结构组成和软件程序实现是论文的基础，得出准确方便的在线监测与诊断系统。(3)诊断技术高压母线进行在线监测的目的是为了了解与评估母线在运行中的状态，从而能及时

5、地发现故障隐患。因此，通过对监测到的数据进行分析、处理是十分重要的。它可以帮助我们去伪存真，提取信号特征供诊断使用。因此，研究和选择合适的诊断方法对准确判断母线故障有着重要的作用。第二章新型封闭母线结构与故障2新型封闭母线结构特点与故障2．1新型母线结构特点封闭母线为用金属外壳将导体与绝缘等封闭起来的母线。封闭母线包括离相封闭母线、共箱(含共箱隔相)封闭母线和电缆母线，广泛用于发电厂、变电所、工业和民用电源的引线等u钉。在早期，为了避免相间母线的短路单独把每相母线封装在水泥管中或水泥隔板中，此方法结构建筑复杂，且不便维修。因此

6、，随着输送电流的加大，在后期，国外提出金属外壳并接地的方法，经过反复各种测试达到了预期效果，三相导体水平放置于长方形金属截面的箱中，因为母线导体电流的存在，则金属外壳上存在轴向感应电动势，发生短路时，电压可达200V左右，因此在母线外壳的段与段之间是相互绝缘的，且每段都要接地n盯。此方式的外壳由于每段上邻相导体电流的邻近效应而产生涡流，因而引起功率损耗，但短路时的母线外壳的涡流却屏蔽了邻相磁场的进入，因此减小了短路时发生于母线之间的电动力n"。2．1．1共箱封闭母线的特征’一一共箱封闭母线的特征：三相母线导体放置于同一外壳体内

7、，外壳形状有圆管形、方形等多种形状“盯。箱内的导体由绝缘子来支撑。导体由导电率较高的铜或铝制成，铝板制成的外壳防腐性能较好且避免了其他材料(钢制外壳)所引起不必要附加涡流损耗，全部外壳连通并将外壳多点接地，且不设置网状栏。其结构紧凑、安装维护方便，防护的等级达到IP54或更高，可基本上消除外界的潮气灰尘及其它外物引起接地故障n盯。共箱封闭母线常用在IOOMW及以下发电机的出线和主变压器的低压侧之间，75MW及以上发电机组的厂用变压器的低压侧之间等的电流传输。也常用在发电机的交直流励磁回路中，变电站的用电引入母线或用在其它工业、

8、民用等设施的电源引线中呦1。西安理工大学硕士学位论文(a)’疗彤藏丽焚箱隔粕封阿母线li?i』兰兰]逍＼／U目鑫＼15卜一外壳；2一支持佥炅；3一母线；卜支持氅缘子；5—穗阔雕撅(b)方形截两焚箱隔桕封闭母线结构飚(C)芍彬戳两多￡箱封瞪母线(d)掰营形截l：lii焚箍封皤母