【正文】
的改動(dòng)即可,可以在很短的時(shí)間內(nèi)完成。該系統(tǒng)設(shè)計(jì)將對(duì)10kV變壓器進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)連續(xù)在線監(jiān)測(cè),鐵芯接地電流、電壓在正常范圍內(nèi)波動(dòng),頂層油溫處于正常范圍。 功能設(shè)計(jì)方案本論文將設(shè)計(jì)一套10kV電力變壓器多參量綜合在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。6) 診斷對(duì)處理后的數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)、判據(jù)及其他信息進(jìn)行比較、分析后,對(duì)設(shè)備的狀態(tài)或故障部位做出診斷。 5) 數(shù)據(jù)的處理 對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析,例如,對(duì)獲取的數(shù)字信息作頻譜和時(shí)域分析,利用平均處理、軟件濾波等技術(shù),對(duì)信號(hào)做進(jìn)一步的處理,來(lái)提高信噪比。對(duì)固定式監(jiān)測(cè)系統(tǒng),因數(shù)據(jù)處理單元遠(yuǎn)離現(xiàn)場(chǎng),故需配置專門的信號(hào)傳輸單元。3) 數(shù)據(jù)的采集 將經(jīng)過(guò)預(yù)處理的信號(hào)進(jìn)行采集、A/D轉(zhuǎn)換和記錄。它對(duì)監(jiān)測(cè)信號(hào)起著讀數(shù)和觀測(cè)的作用。在初級(jí)線圈上加一交流電壓,N1時(shí),其感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)要比初級(jí)所加的電壓還要高,這種變壓器稱為升壓變壓器:當(dāng)N2N1時(shí),其感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)低于初級(jí)電壓,這種變壓器稱為降壓變壓器。變壓器是變換交流電壓、交變電流和阻抗的器件,當(dāng)初級(jí)線圈中通有交流電流時(shí),鐵芯(或磁芯)中便產(chǎn)生交流磁通,使次級(jí)線圈中感應(yīng)出電壓(或電流)。主要功能有:電壓變換、電流變換、阻抗變換、隔離、穩(wěn)壓(磁飽和變壓器)等。因此,這兩種狀態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)各有優(yōu)勢(shì),可同時(shí)采用以實(shí)現(xiàn)互補(bǔ)。從目前國(guó)內(nèi)外變壓器狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)技術(shù)發(fā)展來(lái)看,主要的技術(shù)有兩種:局部放電在線監(jiān)測(cè)和油色譜分析。造成這種狀況的原因是多方面的,除管理維護(hù)、質(zhì)量監(jiān)督、設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)等方面的問(wèn)題外,反映在評(píng)估技術(shù)上的問(wèn)題主要有:評(píng)估時(shí)沒(méi)有把各類設(shè)備一并考慮。目前利用綜合信息對(duì)變壓器進(jìn)行狀態(tài)評(píng)估的研究還遠(yuǎn)未達(dá)到實(shí)用要求。 國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀從國(guó)內(nèi)外的研究情況來(lái)看,對(duì)變壓器的狀態(tài)參量監(jiān)測(cè)工作的研究已經(jīng)受到國(guó)內(nèi)的廣泛關(guān)注,也取得了一定的成果。所以,變壓器有必要研究狀態(tài)監(jiān)測(cè)和在線狀態(tài)監(jiān)測(cè),如何科學(xué)有效的防止變壓器故障及快速準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)變壓器故障,提高電力變壓器的安全性、可靠性,降低維修成本,保證供電質(zhì)量的研究顯得十分有意義,原有電力變壓器的運(yùn)行監(jiān)測(cè)已難以適應(yīng)高安全、優(yōu)質(zhì)、可靠、經(jīng)濟(jì)性電網(wǎng)的發(fā)展要求,實(shí)現(xiàn)狀態(tài)參量監(jiān)測(cè),可以減少監(jiān)測(cè)的盲目性,降低運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用,提高資金利用率,提高電力變壓器運(yùn)行可靠性及設(shè)備壽命,減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度,實(shí)現(xiàn)減員增效,提高企業(yè)社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。因?yàn)樽儔浩鏖L(zhǎng)期處于運(yùn)行的狀態(tài),所以其組成材質(zhì)逐漸劣化,為事故的發(fā)生埋下隱患,已經(jīng)成為導(dǎo)致變壓器出現(xiàn)故障的主要原因。導(dǎo)致變壓器出現(xiàn)事故的原因很多,其中包括變壓器在安裝、維護(hù)、檢修時(shí),沒(méi)有嚴(yán)格按照相關(guān)要求,導(dǎo)致變壓器存在一定的缺陷,存在嚴(yán)重的故障隱患。所以,變壓器的正常運(yùn)行對(duì)整個(gè)電力系統(tǒng)而言非常重要。電力系統(tǒng)安全與否、供電性能是否可靠、運(yùn)行是否經(jīng)濟(jì)與變壓器有著直接的關(guān)系。1 緒論 目的和意義在電力系統(tǒng)中,變壓器非常重要,也是非常昂貴的設(shè)備。怎樣合理安排電力設(shè)備的檢修,節(jié)省檢修費(fèi)用、降低檢修成本,同時(shí)保證系統(tǒng)有較高的可靠性,對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行人員來(lái)說(shuō)是一個(gè)重要課題。電力變壓器作為電力系統(tǒng)中重要的變電設(shè)備,其運(yùn)行狀態(tài)將直接影響到電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行。變壓器中多種參量在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的自動(dòng)識(shí)別,能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)內(nèi)部缺陷及變壓器損壞程度,防止事故發(fā)生。為保證電力系統(tǒng)的穩(wěn)定,必須加強(qiáng)對(duì)電力變壓器絕緣的監(jiān)測(cè)和診斷。 Transformer oil temperature。 Core earth current。盡可能實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)接地故障的自動(dòng)處理。在變壓器所處的惡劣的電磁環(huán)境中,設(shè)備要能夠穩(wěn)定可靠的工作,抗電磁干擾是難點(diǎn)。變壓器鐵心電流、電壓、溫度的在線監(jiān)測(cè),必須確保采集到的信號(hào)真實(shí)可靠,同時(shí)應(yīng)保證監(jiān)測(cè)裝置最小限度的改變變壓器的運(yùn)行接線狀態(tài)。 本文其次介紹了鐵心接地電流、電壓、溫度在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。摘要作為電網(wǎng)中重要的設(shè)備之一,電力變壓器的正常工作與否直接影響電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。本論文首先闡述了電力變壓器在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的研究目的和意義、國(guó)內(nèi)外研究動(dòng)態(tài)和發(fā)展趨勢(shì),然后進(jìn)行了深入地分析。該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)變壓器鐵心接地電流、電壓、溫度的實(shí)時(shí)或定時(shí)監(jiān)測(cè)和歷史數(shù)據(jù)的存儲(chǔ),并在接地線電流、電壓、溫度超過(guò)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)后能夠發(fā)出信號(hào)和實(shí)現(xiàn)限流電阻的自動(dòng)投切,將接地電流、電壓、溫度限制在規(guī)程要求的范圍之內(nèi)。作為一種工作在電流大范圍內(nèi)變化的設(shè)備,必須具備較好的量程自動(dòng)轉(zhuǎn)換及保護(hù)電路。作為便攜式設(shè)備,應(yīng)保證信號(hào)所測(cè)得的數(shù)據(jù)能夠方便的上傳給控制人員,通訊方式最好采用無(wú)線方式。關(guān)鍵字:電力變壓器;鐵芯接地電流;電壓;變壓器油溫;在線監(jiān)測(cè)AbstractAs one of the important equipment in the power grid, power transformer works or not directly affect the safe and stable operation of power grids. This paper first provides power transformer online monitoring system of purpose and meaning, research and development trends at home and abroad, and then make a thorough analysis.This second article describes core earth currents, voltages, temperature online monitoring system. The system can be realized on earth current, voltage and temperature of transformer core storage or regularly monitored in real time and historical data, And on the ground, current, voltage, temperature exceeds the national standards will be able to send a signal and automatic switching of current limiting resistor, to limit the earth current, voltage and temperature within the scope of the code requirements. Current, voltage and temperature on line monitoring of transformer core, you must ensure that collected signals are true and correct, should ensure that monitoring devices at the same time minimise change the running of transformer connection state. As a change in the current scope of work equipment must have a good Automatic Range conversion and protection circuit. In adverse electromagnetic environment of the transformers, stable and reliable equipment to be able to work, EMI is difficult. As a portable device, make sure the signal measured it easy to upload data to the control of personnel, means of munication the best use of wireless processing for multi point earthing fault as much as possible.Key words: power transformer。 Voltage。 Online monitoring目錄0 引言 11 緒論 2 目的和意義 2 國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 3 變壓器原理 42 10kV電力變壓器狀態(tài)參量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案 5 在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的組成 5 功能設(shè)計(jì)方案 63 10kV電力變壓器狀態(tài)參量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì) 8 電流信號(hào)的提取部分 9 電壓電流互感器原理和使用 9 10 11 電壓互感器的選擇和采樣電路設(shè)計(jì) 12 JDZW10型電壓互感器的性能和特性概述 12 13 電流互感器的選擇和電路設(shè)計(jì) 14 LBZ10型電流互感器技術(shù)指標(biāo) 14 15 DS18B20溫度檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 16 限流電阻單元 18 ADC0832采樣電路設(shè)計(jì) 19 外部引腳及其說(shuō)明 20 的控制原理 20 ADC0832典型應(yīng)用 22 LCD1602液晶顯示部分 24 26 26 29 STC89C52的并行I/O口詳細(xì)說(shuō)明 30 31 31 33 SIM300C模塊 33 SIM卡接口 334 10kV電力變壓器狀態(tài)參量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 34 34 ADC0832子程序流程圖 35 365 總結(jié) 37致謝 38參考文獻(xiàn) 39附錄A譯文 40附錄B 510 引言變壓器作為電力系統(tǒng)的樞紐設(shè)備,其運(yùn)行可靠性直接影響電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行。變壓器參量被廣泛認(rèn)為是導(dǎo)致變壓器劣化的重要因素,與變壓器運(yùn)行的安全性和可靠性具有密切聯(lián)系?,F(xiàn)代電力系統(tǒng)日趨復(fù)雜,對(duì)電力設(shè)備運(yùn)行可靠性的要求不斷提高。目前電力系統(tǒng)中變壓器等電力設(shè)備大多采用定期檢修方式,這種體制存在著嚴(yán)重缺陷,如維修不足、維修過(guò)?;蛎つ烤S修等,這使世界各國(guó)每年在設(shè)備維修方面耗資巨大且影響了供電可靠性。在電力系統(tǒng)中推行狀態(tài)檢修是解決上述問(wèn)題的有效手段,而故障診斷就是狀態(tài)檢修的基礎(chǔ)和前提。其主要實(shí)現(xiàn)電能的分配、電壓的轉(zhuǎn)化以及轉(zhuǎn)移的作用。電力變壓器的工作效率代表電力部門的財(cái)政收益。但是因?yàn)樽儔浩鞒L幱诓煌Pぷ鞯臓顟B(tài),所以無(wú)法避免故障的產(chǎn)生。自然災(zāi)害也是導(dǎo)致變壓器發(fā)生故障及事故的重要原因。因?yàn)闊o(wú)法避免變壓器故障的出現(xiàn),對(duì)其故障實(shí)現(xiàn)早期預(yù)測(cè)以及準(zhǔn)確的診斷非常重要,也具有較強(qiáng)的實(shí)用性。因此,在線監(jiān)測(cè)變壓器、及時(shí)了解變壓器的設(shè)備以及運(yùn)行狀態(tài)是電力工作人員追求的工作目標(biāo)。但總的來(lái)說(shuō),較多的集中在對(duì)電氣或機(jī)械方面的具體參量進(jìn)行監(jiān)測(cè),還缺乏一種有效的方法來(lái)表征變壓器運(yùn)行狀態(tài)和各種試驗(yàn)、運(yùn)行參數(shù)之間的關(guān)系。近年,電力變壓器及電氣設(shè)備的狀態(tài)評(píng)估受到了很大的重視,但在我國(guó)仍處在學(xué)術(shù)討論范圍中,沒(méi)有達(dá)到實(shí)用的要求。預(yù)試及檢修均要求設(shè)備退出運(yùn)行,而設(shè)備一般不易單獨(dú)退出運(yùn)行,通常一個(gè)間隔的設(shè)備必須同時(shí)退出運(yùn)行,因此電氣設(shè)備的維護(hù)是相互關(guān)聯(lián)和相互影響的;歷史數(shù)據(jù)與在線數(shù)據(jù)的數(shù)值化管理欠缺;缺乏行之有效的診斷理論與方法,僅提供數(shù)據(jù),且知識(shí)貧乏,不能建立各種監(jiān)測(cè)信息之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系,無(wú)法解釋測(cè)量結(jié)果正常的波動(dòng),很難做出準(zhǔn)確的變壓器狀態(tài)評(píng)估。變壓器的色譜在線監(jiān)測(cè)技術(shù)是相對(duì)成熟的、有效的、最受電力部門歡迎的技術(shù),而局部放電在線監(jiān)測(cè)技術(shù)是以變壓器內(nèi)部局部放電時(shí)產(chǎn)生的電光聲等現(xiàn)象為依據(jù),通過(guò)能描述這些現(xiàn)象的物理量來(lái)表征局部放電的狀態(tài)(包括定位和放電的程度),可以預(yù)防變壓器的突發(fā)性故障。 變壓器原理變壓器是利用電磁感應(yīng)的原理來(lái)改變交流電壓的裝置,主要構(gòu)件是初級(jí)線圈、次級(jí)線圈和鐵芯(磁芯),如圖11所示。按用途可以分為:配電變壓器、電力變壓器、全密封變壓器、組合式變壓器、干式變壓器、油浸式變壓器、單相變壓器、電爐變壓器、整流變壓器等。變壓器兩組線圈圈數(shù)分別為N1和N2,N1為初級(jí),N2為次級(jí)。圖11 理想變壓器原理圖Figure 11 The principle diagram of the ideal transformer2 10kV電力變壓器狀態(tài)參量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案 在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的組成不論監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是什么類型,它都應(yīng)包括以下幾個(gè)基本單元:1) 信號(hào)的變送 一般由相應(yīng)的傳感器來(lái)實(shí)現(xiàn),它從電氣設(shè)備上監(jiān)測(cè)出那些反映設(shè)備狀態(tài)的物理量,例如溫度、電壓、電流、氣體成分等,并將其轉(zhuǎn)換為合適的電信號(hào)傳送到后續(xù)單元。2) 信號(hào)的處理 其功能是對(duì)傳感器變送來(lái)的信號(hào)進(jìn)行適當(dāng)?shù)念A(yù)處理,將信號(hào)幅度調(diào)整到合適的電平;對(duì)混疊的干擾采用極性鑒別器、濾波器等硬件電路進(jìn)行抑制,以提高系統(tǒng)的信噪比。4) 信號(hào)的傳輸將采集到的信號(hào)傳送至后續(xù)單元。對(duì)便攜式監(jiān)測(cè)裝置,只需對(duì)信號(hào)進(jìn)行適當(dāng)?shù)淖儞Q和隔離即可。獲取反映設(shè)備狀態(tài)的特征值,為診斷提供有效的數(shù)據(jù)和信息。必要時(shí)需采取進(jìn)一步的措施,例如是否需要退出運(yùn)行、安排維修計(jì)劃等。該系統(tǒng)將在統(tǒng)一的軟硬件結(jié)構(gòu)下監(jiān)測(cè)參量,將實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)變壓器電流、電壓、油溫狀態(tài)參量。 計(jì)劃研究的系統(tǒng)具備如下功能:1)可在線實(shí)時(shí)采集和記錄監(jiān)測(cè)點(diǎn)的鐵芯接地電流、電壓、頂層油溫各項(xiàng)參數(shù)情況,進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示和記錄存儲(chǔ)。 整個(gè)系統(tǒng)由信號(hào)采集和處理單元、A/D轉(zhuǎn)換單元、單片機(jī)、顯示單元、按鍵單元、通信接口等組成。圖21 系統(tǒng)總體框圖Figure 21 Block diagram of