基于LabVIEW的金属氧化物避雷器在线监测系统

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1、维普资讯http://www.cqvip.com第24卷第4期电力科学与工程Vo1．24．No．4502008年6月ElectricPowerScienceandEngineeringJun．，2008基于LabVIEW的金属氧化物避雷器在线监测系统张同卫，段东兴(1．衡水发电厂，河北衡水053000；2．华北电力大学电气与电子工程学院，河北保定071003)摘要：基于谐波分析法的基本原理，应用虚拟仪器技术，开发-&~k3,氧化物避雷器阻性电流在线监测系统。关键词：金属氧化物避雷器；在线监测；L

2、abVIEW中图分类号：TM506文献标识码：A=+∑sin(kogt+at)(1)0引言七=1金属氧化物避雷器(MOA)是电力系统中过=厶+∑厶sin(ko~t+pD(2)七=1电压防护的主要设备。但是，由于MOA不再串有式中为电压的直流分量；厶为全电流的直流分量；间隙，在运行期间总有电流流过MOA的阀片，从为电压的各次谐波幅值；为全电流的各次谐而使MOA阀片逐渐老化；同时，环境影响和密封波幅值；at为电压的各次谐波相角；为全电流的不严，使MOA的电阻片受潮，泄漏电流增大而加各次谐波相角；k=

3、-I，2，3，ooo一。速其劣化；另外，泄漏电流中的阻性分量产生有功由式(1)得泄漏电流的容性分量，表示为功耗会使电阻片温度上升，严重时可能形成热崩a。．溃，导致MOA损坏，甚至爆炸。因此对MOA的iC。s(kogt+ak)(3)绝缘状态进行监测，判断MOA的运行状况，对保证电力系统安全运行具有重要作用⋯。根据加速老式中=后∞C己，是第k次谐波容性电流幅值。化试验的结果，阻性电流一般只占总泄漏电流的由于第k次谐波电压与第k次谐波阻性电流同10％～20％左右，总泄漏电流中以容性电流为主，相，所以阻

4、性电流可以表示为因此即使造成损耗的阻性电流变化很大，全电流也没有多少变化，故监测阻性电流非常必要。：厶+∑sin(kogt+at)(4)七=l式中k为第k次谐波阻性电流幅值。1MoA阻性电流谐波分析法因此由式(3)和式(4)可得：一般而言，MOA绝缘性能下降原因之一是氧h=iR+ic+∑lnsin(kogt+ak)+∑cos(妇)f+(5)化锌阀片老化，阀片老化使其非线性特性变差，其七=1七=1主要表现是在系统正常运行电压下，阻性电流高次与式(2)对比，可得：谐波分量显著增大。原因之二是受潮，其

5、主要表现∑厶sin(ko~t+pD=∑sin(kogt+at)+是在正常运行电压下阻性电流基波分量显著增大。七=1七=1因此，对阻性电流各次谐波的测量可以较为准确地∑‘一lckcos(kogt+ak)，(＼6)，判别MOA性能下降的原因口。七=1电力系统的电压、电流均满足狄里赫利条件，根据三角函数的正交性，对式(6)两边同乘以因此均可分解为傅里叶级数D：sin(kogt+at)，再在一个周期内取定积分，可以得到收稿日期：2007-10～13．作者简介：张同卫(1978-)，男，衡水发电厂维普资讯

6、http://www.cqvip.com第4期张同卫，等基于LabVIEW的金属氧化物避雷器在线监测系统=厶[cosatcosflk+sinatsin／~,](7)图3。数据处理过程：先用索引数组函数IndexArray分离采集到的二维数组数据，索引出第0列最后式(7)代入式(4)就可以得到总的阻性到第6列，分别代表A相电压、电流，B相电压、电流。该方法的主要特点是测量精度较高，抗干电流和C相电压、电流；然后将各相电压电流分扰性较强。别送入谐波分析子程序中，经过计算后得到各相电压幅值、全电流幅值

7、、总的阻性泄漏电流幅值、基2MoA阻性电流在线监测系统构成波阻性电流幅值和三次谐波阻性电流幅值。图1是MOA检测装置的组成原理图。主要有4大部分组成：传感器、信号调理系统(包括信号采集、放大、整形、滤波等)、数据采集卡、计算机操作系统。图1系统硬件电路框图硬件电路主要实现信号的有效获取并实时采集，使整个系统稳定、可靠地工作。图1给出了系统硬件电路的框图，主要由电压电流传感器、信号前置处理、数据采集卡、计算机等组成。图3数据处理部分程序工程设计图MOA检测系统的软件部分分为在线监测和历史数据分析，

8、系统软件框架如图2所示。需要注意的是，使用AmlitudeandPhaseSpec—trum．vi函数计算电压、电流信号的单边幅度谱和相位谱，其中幅度谱的单位是输入信号单位的均方根(即有效值)，因此需要乘942得到幅值；另外，Lab—VIEW中频谱分析以标准余弦函数为度量，因此需要先将弧度表示的相位换算为度，再加上90。，才能得到各次谐波真正的初相角。3．3数据存储模块本系统数据存储采用Excel文件存储，存储时，图2系统软件框架结构首先使用conn．vi打开与数据库的连接，将试验编号、天气状况