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高压容性设备绝缘在线监测系统的研究与设计

作　者: 戴征武
导　师: 陈庆章；周方洁；张鹏翔
学　校: 浙江工业大学
专　业: 控制工程
关键词: 在线监测容性设备 DSP FFT CAN现场总线零磁通微电流传感器
分类号: TM934.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

高压容性设备是电力系统主要设备之一,保证其安全可靠运行,对提高电力系统的供电可靠性具有十分重要的意义。本文以研究、设计高压容性设备绝缘在线监测系统为目的,针对目前产品检测精度不高、测量值波动大、不稳定、温度漂移大,抗电磁干扰能力差,安装繁琐等问题,依据傅立叶频谱分析理论,采用铍膜合金设计了穿芯式零磁通微电流传感器,开发了基于DSP+CPLD的容性设备绝缘在线监测单元及相应的软件系统,有效解决了容性设备在线监测存在的问题。本文的主要工作和研究成果如下:1.针对介质损耗测量的特点和要求,分析影响测量精度的各种因素,研究基于DSP的傅立叶加窗变换的介损检测算法及应用。2.研制了基于DSP+CPLD及高精度同步AD为核心的数字式一体化监测单元,就地数字化监测单元,是本项目的创新点,有效解决了集中式在线监测系统模拟信号长距离传输带来的问题。该监测系统采用基于CAN总线的三层分布式系统结构,防强电磁干扰。3.在软件上利用C++ Builder 6.0作为开发工具,以SQL Server 2000作为数据库,基于Microsoft.Net技术平台,结合XML、AJAX和Web Service等技术开发。系统采用B/S架构,支持多用户的并发连接和查询操作,可以实时监测、浏览历史数据、谱图数据等信息,并具备相应的授权操作管理功能。本文研制的产品能有效地对高压容性设备的绝缘状况进行在线监测,经检测与实际应用,性能稳定、可靠。但在测量结果、分析智能化和硬件数据超高速采集方面有待进一步的提高。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-10
第1章绪论  10-15
  1.1 课题研究的背景及意义  10-11
    1.1.1 问题背景  10-11
    1.1.2 研究意义  11
  1.2 国内外研究及应用现状  11-12
  1.3 本课题来源及研究的主要内容  12-15
    1.3.1 本课题来源  12
    1.3.2 本课题主要研究内容  12-13
    1.3.3 本文的主要工作和章节安排  13-15
第2章高压容性设备绝缘在线监测算法及总体设计  15-31
  2.1 介质损耗值tgδ测量的原理和意义  15-16
  2.2 影响tgδ在线监测值的因素  16-17
  2.3 目前已有的在线监测算法  17-21
    2.3.1 过零点电压比较法  17-18
    2.3.2 基于傅立叶的谐波分析法  18
    2.3.3 正弦波参数法  18-19
    2.3.4 小波变换分析法  19-20
    2.3.5 CZT 算法  20
    2.3.6 基于正弦波参数法的小波消噪  20-21
  2.4 结合DSP 的加窗FFT 算法研究  21-27
    2.4.1 FFT 算法的原理  21-23
    2.4.2 结合DSP 实现FFT 算法修正  23-24
    2.4.3 结合DSP 的FFT 算法配置及测试  24-27
  2.5 零磁通穿芯结构小电流传感器  27
  2.6 容性设备绝缘在线监测系统组成及原理  27-29
    2.6.1 系统组成  27-29
    2.6.2 系统工作原理  29
  2.7 系统软件开发工具  29-30
  2.8 本章小结  30-31
第3章高压容性设备绝缘在线监测系统硬件设计及实现  31-45
  3.1 引言  31
  3.2 高压容性设备绝缘在线监测系统总体结构  31-32
  3.3 系统硬件设计  32-38
    3.3.1 零磁通微电流传感器设计  33-34
    3.3.2 基于DSP+CPLD 的现场监测单元硬件设计  34-38
  3.4 通信模块设计  38-39
  3.5 监测单元底层软件设计  39-40
  3.6 监测单元数字化介损测量技术的实现  40-43
    3.6.1 测量工作流程  40-42
    3.6.2 样品检测与试验应用  42-43
  3.7 故障诊断方法  43-44
  3.8 防电磁干扰措施  44
  3.9 本章小结  44-45
第4章高压容性设备绝缘在线监测系统软件设计及实现  45-61
  4.1 软件开发工具简介  45
    4.1.1 可视化应用程序开发工具C++ Builder  45
    4.1.2 SQL Server 2000 数据库  45
  4.2 系统软件运行环境及工作模式  45-46
    4.2.1 系统运行环境  45-46
    4.2.2 系统工作模式  46
  4.3 监测系统软件的总体结构  46-48
    4.3.1 系统功能  46-47
    4.3.2 结构层次设计  47-48
  4.4 模块设计  48-51
    4.4.1 通讯模块设计  48-49
    4.4.2 参数设置模块设计  49
    4.4.3 数据管理模块设计  49-50
    4.4.5 设备管理模块设计  50-51
  4.5 通讯协议  51-53
  4.6 数据库设计  53
  4.7 系统工作流程  53-56
  4.8 系统软件的程序界面设计  56-60
    4.8.1 配置文件  56
    4.8.2 程序界面  56-60
  4.9 本章小结  60-61
第5章实验与结果分析  61-66
  5.1 实验方案  61-62
  5.2 实验数据与波形  62-63
  5.3 数据分析及结果  63-65
  5.4 本章小结  65-66
第6章结论与展望  66-68
  6.1 结论  66-67
  6.2 展望  67-68
参考文献  68-70
致谢  70-71
攻读学位期间参加的科研项目和成果  71

高压容性设备绝缘在线监测系统的研究与设计

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