電力系統(tǒng)及其自動化學報基于的變壓器局部放電在線監(jiān)測系統(tǒng)張廣春，魏曉惠，佟來生，童曉陽，吳廣寧西南交通大學電氣工程學院，成都610031與否直接影響電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行。變壓器的局部放電信號是判斷其工作狀態(tài)的重要參數(shù)。本文介紹了種基于。只處理器的變壓器局部放電在線監(jiān)測系統(tǒng)實現(xiàn)對變壓器絕緣狀態(tài)的監(jiān)測。該系統(tǒng)充分利用其強大而高速的數(shù)據(jù)處理能力對采集的局部放電數(shù)據(jù)進行快速復雜的運算。

　　1引言近年來，隨著電網(wǎng)容量電壓等級的提，以及電力改革的推進，供電部門不僅要確保供電可靠性，還要保證供電質(zhì)量。變壓器作為電力系統(tǒng)中不可或缺的重要設備，它的正常工作與否直接影響電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行。因此，確保變壓器的可靠運行具有重要的現(xiàn)實意義。我國，1以上的大型變壓器在近年來多次發(fā)生的絕緣事故，大都與其局部放電有關。因此對局部放電進行有效的監(jiān)測可以有效地判斷變壓器的運行狀態(tài)。

　　我陽變壓器狀態(tài)檢修工作期以來直執(zhí)這種制度在，時及以后的兒十年對我國電力設備方法不能監(jiān)測變樂器的實際運1怙況，也不可能準確反映變樂器的絕緣狀況及其發(fā)，趨勢。所以，傳統(tǒng)的預防性試驗己不能滿足實際需要，而實時有效的絕緣在線監(jiān)測技術得到了廣泛的研究和應用12，3.在此基礎上開展電力變壓器的狀態(tài)檢修制度，經(jīng)過不斷完善和改進后更能體現(xiàn)該修必修，修必修好的指導思想。

　　變壓器局部放電在線監(jiān)測系統(tǒng)監(jiān)測運行狀態(tài)下的變壓器的絕緣狀態(tài)信息，能及時反映出變壓器合設谷的力上和現(xiàn)狀，考6同類設備的運行情況，應用系統(tǒng)工程的方法進行綜合分析判斷，從而查明設備內(nèi)部狀況，掌握缺陷性質(zhì)預測隱患發(fā)展趨勢，并提出預防措施和治理對策。

　　測系統(tǒng)的檢測原刑整體站構及硬件構成。

　　系統(tǒng)的檢測原理電力變壓器的局部放電會產(chǎn)生電脈沖電磁輻射超聲波光，并引起局部過熱。油中放電還將分解出氣體，產(chǎn)生能量損耗等。因此，對局部放電的檢測相應地出現(xiàn)了脈沖電流測量超聲波測量光測量化學測量超高頻測量等方法。

　　本系統(tǒng)主要采用脈沖電流法。該方法通過檢測阻抗接地線以及繞組中由于局放引起的脈沖電流，獲得視在放電量。它是研，最早應用最廣泛的種檢測7法，也足國小上唯標準1瓦27壓器絕緣在線監(jiān)測中發(fā)揮了重要的作用。

　　3系統(tǒng)結(jié)構3.2基于03的底層數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)該數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)要負心在線采集貨壓器的局部放電信號，并提取局部放電的特征參數(shù)中9，代中為局放相位為放屯景為放屯吊，復率。03實時地以高采樣率連續(xù)采集段時間的變壓器部放電在線監(jiān)測系統(tǒng)在結(jié)構上分為部分，分別為寬頻帶屯流傳感器系統(tǒng)沾十，3處理器的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)以及位于主控室的局變壓器局部放電信號，并計算出局放信號的電9以獲得該段時間的中維放電指紋特征數(shù)據(jù)。03再將放電數(shù)據(jù)按照標準的通信協(xié)議傳到放工作站即故障診斷系統(tǒng)。該在線監(jiān)測系統(tǒng)的整局放工作站，供進步的診斷。同時，該系統(tǒng)也接收體結(jié)構1.

　　變器含電容前置放大傳感器系統(tǒng)通汛總線局放工作站工作站的遙，指令，并執(zhí)行相應的操作。

　　系統(tǒng)上電后，3首先完成自身的初始化，包括配置，1±，設置數(shù)據(jù)識指針斷和1投化，包括清顯以河，設置文本區(qū)形區(qū)和顯不方式，建立漢字點陣等；然后啟動人0等待中斷；最后進入循環(huán)數(shù)據(jù)采樣處理顯和串行通訊，完成實時采樣數(shù)據(jù)處理液晶顯和串行通訊等任務。

　　3.1傳感器系統(tǒng)傳感器系統(tǒng)負責獲取局部放電信號，它的性能將直接影響監(jiān)測和診斷的效果。由于電力設備處于高電壓強電磁環(huán)境下，因此要求傳感器要有足夠換傳送局部放電信號。

　　頻電流傳感器和寬頻放大器組成。傳感器坫于線圈原現(xiàn)，采磁耦合方式工作，閃此檢測回路與高壓回路之間無直接電聯(lián)系，非常適用于現(xiàn)場監(jiān)測。傳感器安裝在變壓器高低壓側(cè)的中性點接地線處。

　　傳感器具有如下性能在較寬的頻帶上具有平坦的幅頻響應3帶寬為102，20如切；響應速度快建立時間為仍數(shù)量級；靈敏度高可測量最小局部放電脈沖的幅線性度好，輸出失真小局部放電脈沖幅安全可靠安裝在中性點零電位處，具有良好的固定屏蔽。

　　3.2.I數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)地整體結(jié)構131處理器3206為核心，輔以外圍1轉(zhuǎn)換通訊屯平轉(zhuǎn)換液品顯電路梭塊。實現(xiàn)局部放電信號的采集計算上傳和顯等功能。3.2.2系統(tǒng)主要模塊320206數(shù)字信號處理器山于單片微處理器的處理能力限以及應長足的進步，器件價格大幅度下降，開發(fā)手段越來越豐富也越來越容易，而數(shù)字信號微處理器又具有比普通的單片微處理器強幾個數(shù)量級的運算處理能力這些都為數(shù)字信號微處理器的普及和應用普通單片微處理器的主導地位己是必然的趨勢。

　　320206是，13202系列中唯。具有廠內(nèi)5存儲器的器件，也是其中具最多資源的器件之5.因此，丁肘3320206是取代普通單炒微處理器的最佳選擇之了32OF2O6Allft.USP，iHi4.5Xl6ftW速31；階3216位的高速1381個16位定時器個導步串個同步串及個外部因此，本文研制的寬頻電流傳感器系統(tǒng)，不僅可以實現(xiàn)局部放電信號采集，而且具有較強的抗千擾州力可滿足變壓器局部放電，現(xiàn)場測的實中斷。

　　信號預處理及人0轉(zhuǎn)換傳感器檢測到的局部放電信號經(jīng)光電隔離多際。=域咖刷咖叫以似進入信。處理電路。件由程控衰減心放大電路判別其幅值范圍，并作轉(zhuǎn)換，程控衰減放大電路的動態(tài)范圍為40出；信號經(jīng)衰減放大電路廠進入程控組合式濾波電路了滿足觀場測量的各種要求，設計了級濾波頻段14出，500換器件采用高速14位人轉(zhuǎn)換器，輸入范圍±5，的模擬電壓。人0轉(zhuǎn)換模塊設有多種量程，采用中斷輸出方式，節(jié)省器件功耗。

　　7，245是高速低功耗414父18嚇0存儲器，讀寫周期為10叫具有獨立的18位輸入輸出接口和讀寫時鐘信號，可以實現(xiàn)同步讀寫操作。

　　前數(shù)據(jù)儲的深度。其十爪，1和。，化為可編程空滿狀態(tài)位，可根據(jù)系統(tǒng)的，求對存儲進行設定嚇0的狀態(tài)信息代了己采樣的點數(shù)，當采樣點數(shù)達到預期的數(shù)量時，相應的狀態(tài)位置位，觸發(fā)03的外部中斷，中止測量過程，由5讀取數(shù)據(jù)進行處理。

　　該液品顯屏采用北京精電蓬遠顯技術有限公司生產(chǎn)的102864液晶顯模塊。MGLS12864江，內(nèi)置2片，61202液晶顯驅(qū)動器個，61203作為馭動器，可顯641的點陣形，其主要特點為可以形字符及形和字符混合種方式進行顯；具有64讓的內(nèi)部存儲器。

　　485和舊232串1通計1接門。

　　485串口主要用于和上位局放工作站之間的汕訊，包括上傳檢測數(shù)據(jù)接收上位機傳來的控制指令等等。1485驅(qū)動電路采用的是具有瞬變裝置，從而顯著地提了器件抗過電壓瞬變的可靠性。過電壓瞬變是指超過線路工作電壓的非正常壓脈沖，其寬度可以從幾十毫秒至幾毫秒。引起過壓瞬變的來源通常是雷電靜電放電和交流電故障。普通的只3 485收發(fā)器很容易被過壓瞬變損壞，如果要有效地加以保護，般需外接包括隔離變壓器在內(nèi)的保護器件。若使用5，758，84，可直接與傳輸線相接而不需要仟何外加保護元作，是種可靠低價和簡單的設計方案。

　　232串口在本系統(tǒng)中主要有兩個作用。第用戶可以采用便攜式計算機在現(xiàn)場進行局部放電的測量，下載測量數(shù)據(jù)。第，用戶也可以通過此串口下載可執(zhí)行程序到206內(nèi)部，人3232驅(qū)動電路選用232芯片。人，232功耗低集成度高片內(nèi)集成電荷泵，只需外接+5電源，具有兩個發(fā)送接收通道，接口電路簡單可靠忭好。

　　3.3局部放電工作站局部放電工作站豎功能是通過在其1運打并以多種方式顯中維放電指紋特征數(shù)據(jù)，在其上存儲的局部放電歷史測景數(shù)據(jù)可供工作人員及遠程管理系統(tǒng)查詢。正常運行時，系統(tǒng)可隨，在線監(jiān)測記錄屯力變味器的狀態(tài)，并利用診斷系統(tǒng)對設備的運1狀態(tài)進分析判斷。變壓器出現(xiàn)異常該系統(tǒng)快速采集處即。故障數(shù)據(jù)，同時完成在線計算存儲統(tǒng)計報警分析報數(shù)據(jù)遠傳等功能。

　　結(jié)論電在線監(jiān)測系統(tǒng)的原理及其構成。局部放電信號的獲取采用寬頻帶電流傳感器，它具有足夠的抗干擾，性，敏度和線性度。該系統(tǒng)以高性能的18 320206十六位定點為核心，充分利叫1強人1.高速的數(shù)據(jù)處理能力付采集的局部放屯數(shù)據(jù)進行復雜的運算，并快速得出結(jié)果。該系統(tǒng)并具有多種通訊接口，可與上層管理系統(tǒng)實現(xiàn)方便快捷的通訊。

　　5參考文獻1許婧，王晶，等。電力設備狀態(tài)檢修技術研宄綜述。電網(wǎng)84內(nèi)側(cè)接廠乓瞬奸，護涵響相電流之間的耦合通過專家解耦規(guī)則弱化之后，分，對1；相電流旭過模糊控制器進行控制，實現(xiàn)電流平衡與優(yōu)化，從而分別得到個電機的調(diào)整時間。

　　3執(zhí)行級控制實現(xiàn)執(zhí)行級的主要目標是根據(jù)協(xié)調(diào)級輸出的優(yōu)化電流控制電極位置，從而使爐溫得到最佳控制，具體通過熵理論實現(xiàn)。為此，用概率控制系統(tǒng)的設計問，并指定個在允許控制空間內(nèi)選擇最優(yōu)解答不確定性的分布閑數(shù)。當分布滿足杰恩最大熵準則時，控制問的性能準則與挑選定控制最優(yōu)控制解。要得到爐溫的最佳控制，系統(tǒng)的拉格朗日函數(shù)的平均值取下列形式過程決定的微分的約束在允許控制空間內(nèi)選取設計不確定性密度，使之滿足杰恩最大熵原理，可得相關的熵如下于是問就變?yōu)樵谠试S技制空間，內(nèi)選，最優(yōu)控制的最小不確定性。，由密度函數(shù)覆蓋，而7，在達到最大值。只要求解下式即可將訃算結(jié)果代入式刀，便可得到爐溫和電極位置的最有效控制。

　　4結(jié)論本裝置研制成功后，進行了實驗室性能仿真測試，在廣東韶關冶煉廠系統(tǒng)和系統(tǒng)投入使用。結(jié)果明，本系統(tǒng)測量準確，控制快速靈敏，各項功能都能正常運行各種惡劣環(huán)境中，該裝置運行情況良好，具有很高的可靠性?？纱_保電極平穩(wěn)調(diào)節(jié)。達到電弧爐溫度的要求和相電流的產(chǎn)衡，同時改善勞動強度降低電耗提高了電弧爐鉛鋅冶煉的質(zhì)量產(chǎn)量和管理水平。