【正文】 目的和意義 通常情況下， 氣體絕緣變電站 或 氣體絕緣的全封閉組合電器 （ 以下簡稱 GIS）是 在一個封閉的金屬外殼 里 將 變電站里 除變壓器之外 的 各種電氣 裝 置 組裝 到 一起 ， 同時 為了 可靠 的 實現(xiàn)導(dǎo)體相間 ， 端口間 以及 對外殼 的絕緣 ， 就會將 SF6 氣體或 SF6 混合氣體充 入罐體內(nèi) 。 本 文 簡單講述了一套用于 判斷 GIS 是否發(fā)生 局部放電 的在線監(jiān)測系統(tǒng) 。這些缺陷通常比較微小和隱蔽，不足以導(dǎo)致在工頻耐壓試驗時立即擊穿， 但投入運行后在正常運行電壓作用下會發(fā)生局部放電，使缺陷逐漸發(fā)展擴大，甚至造成整個絕緣擊穿或沿面閃絡(luò)，從而對設(shè)備的安全運行造成威脅。C 語言 基于超高頻法的 GIS 局放報警系統(tǒng)的設(shè)計 畢業(yè)設(shè)計（論文） Abstract Normally, although GIS has quite high safety and reliability , its longterm reliability will be effected by insulation defects caused by Processing, transportation and field assembly will effect without question. These Insulation defects are very tiny and hidden primarily and not east to break down in the Power frequency withstand voltage test， but these Insulation defects are very tiny and hidden primarily and not east to break down in the Power frequency withstand voltage test .But when the GIS put into product , the Insulation defects will expand gradually under the high voltage and then partial discharges happen which may make the insulation layer break down, even more it may be harm to the device and workers. This article describe a system applied to judge whether partial discharge take place or not. The following is my design idea. Using a high frequency antenna to recieve the signal of partial discharge. The signal which is high frequency turn into pluse signal whose frequency is about 2M after demodulating and paring. This signal can be counted by MCU, when the count value reach to the preinstall value which is indicated the partial discharge has occured, then MCU control the GSM send a messege. Key Words： Partial discharge of GIS； UHF method； Alarm design； C language 基于超高頻法的 GIS 局放報警系統(tǒng)的設(shè)計 畢業(yè)設(shè)計（論文） 目錄 摘要 ........................................................................................................................ II Abstract ................................................................................................................. III 目錄 .......................................................................................................................IV 第 1 章 緒論 .......................................................................................................... 1 GIS 局部放電在線監(jiān)測研究的目的和意義 ............................................ 1 GIS 局部放電在線監(jiān)測國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 ............................................... 1 本人的主要工作 ....................................................................................... 3 論文的章節(jié)安排 ....................................................................................... 3 第 2 章 GIS 局部放電與超高頻法 ..................................................................... 4 局部放電產(chǎn)生的原因 ............................................................................... 4 GIS 局部放電檢測方法 ............................................................................ 5 GIS 局部放電產(chǎn)生超高頻信號的原理 .................................................... 7 第 3 章 GIS 局放報警系統(tǒng)硬件設(shè)計 ................................................................. 8 硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu) ........................................................................................... 8 超高頻（ UHF）傳感器 ............................................................................ 8 集成檢波器 ............................................................................................... 10 比較器 ..................................................................................................... 10 GSM 模塊 ................................................................................................ 11 單片機系統(tǒng) ............................................................................................. 12 供電模塊 ................................................................................................. 14 硬件電路模塊 PCB 板設(shè)計 .................................................................... 16 第 4 章 GIS 局放報警系統(tǒng)軟件設(shè)計 ............................................................... 19 軟件設(shè)計平臺 ......................................................................................... 19 軟件系統(tǒng)結(jié)構(gòu) ......................................................................................... 19 數(shù)據(jù)分析及處理 ..................................................................................... 21 程序源代碼 ...............................................................錯誤 !未定義書簽。 因此 ， 近年來 在許多大型重要電站 內(nèi) GIS 逐漸取代了 傳統(tǒng)的敞開式設(shè)備 。 所以 ， 運行檢測 對GIS 的 來說相當 重要， 為了 及時發(fā)現(xiàn) 并處理 各種可能的異?；蚬收项A(yù)兆 ，不僅 需要認真進行常規(guī)預(yù) 防性試驗， 還要積極 發(fā)展 GIS 的在線監(jiān)測技術(shù)。但是該設(shè)備 還沒有完善對 采集到信號的分析處理 ， 還 處于進一步 研發(fā)階段 。 在 線、事故和歷史 是 該系統(tǒng) 的 3 種工作模式 ， 對平常 的監(jiān)測和 事故之后分析 情況 提供了很好的幫助 。 該 裝置能初步實現(xiàn)對故障源 的監(jiān)測、 識別 和 定位 ，但是精度 不高 ，還 需要進一步的研究 ，適宜于開發(fā)過程中的實驗室測試和 GIS 的長期監(jiān)測 。離散形式 在空間和時間上 表達電場 E 和磁場 H，這樣 使得 任意 位 置的放電信號（即使是快速暫態(tài)量） 能夠確切的 被 數(shù)學變量表達。局部放電的程度根據(jù)產(chǎn)生化合物的種類和密度，可以判斷出出來。 第 2 章主要內(nèi)容是 GIS 局部放電和超高頻法，包括產(chǎn)生 GIS 局放產(chǎn)生的 原因 分分析、 近幾年國內(nèi)外出現(xiàn)的 新方法、新技術(shù)、在線監(jiān)測方法對比、在線監(jiān)測中存在的問題。 湖南大學畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 IV 頁 第 2 章 GIS 局部放電 與超高頻法 局部放電產(chǎn)生的原因 電場強度 在電氣設(shè)備的絕緣系統(tǒng)各部位的 通常 是不相等的， 局部放電 是指 當局部區(qū)域的電場強度 上升 到該區(qū)域的擊穿場強時，該區(qū)域就會出現(xiàn) 一種不會降 整個 絕緣系統(tǒng)擊穿 的 放電 現(xiàn)象 。在交流電壓場的 作用 下 會產(chǎn)生 運動 并 放電。 一般 是在 不良的 制造 工藝或是 安裝 時不小心摩擦導(dǎo)致 的 ， 在電壓 快速變化是，例 如 脈沖 、快速暫態(tài)過電壓 (VFTO)情況 下 容易發(fā)生局部放電 。 在制造絕緣子時產(chǎn)生的內(nèi)部空隙 、 做實驗時造成的導(dǎo)體表面不光滑以及制造時嵌入的金屬顆粒。 聲學方法的優(yōu)點有非侵入式，可以在 10cm 內(nèi)對局部放電源進行的定位并 且不受 GIS 外部噪聲源影 響，但是信號通過絕緣子和氣體會有嚴重的衰減，所以只有有限的幾種放電能被聲學檢測 法檢測得到，而且在線監(jiān)測時需要太多的傳感器，從而限制了聲學檢測法的應(yīng)用。 這兩種氣體可以利用 質(zhì)譜分析 和 氣相色譜儀 可以檢測出 來 ,靈敏度可達 1ppm。光學法對于檢測已知點的放電非常有效，但是對于 GIS 中諸多未知的放電源，光學法的靈敏度就 會大受影響。 UHF 法 的具有 抗干擾 性很 強（通常的噪聲干擾頻率都在 500MHz 以下） 和 定位局 部 放 電 源能力（理 論上可以小于 10 ㎝） 等優(yōu)點。 為了 獲得最佳的靈敏度 ，常規(guī)電測法可以通過調(diào)節(jié) GIS 等值電容 和傳感器 的比值 ，同時標度測量系統(tǒng)。 常規(guī)電測法 不能用于運行中的 GIS，因為它 需要一個外部耦合電容， 其他方法則可以 。 這種信號就是 GIS 局部放電產(chǎn)生的超高頻信號。 根據(jù)安裝方式 ， UHF 傳感器 可分為 外 置式和 內(nèi) 置式兩種。本套系統(tǒng)采用了 ADI 公司的一個集成 檢波器 AD8361，安裝其芯片手冊上提供的參考電路如圖 ，其檢波出來的波形是反向的，由于我們這套系統(tǒng)只需要判斷是否有局放發(fā)生，因此沒有影響。 圖 它的電路圖，電路比較簡單 圖 比較器電路 湖南大學畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 XI 頁 1腳是供電腳，此套系統(tǒng) 5 伏供電