本文關(guān)鍵詞：220kV電流互感器在線監(jiān)測裝置及介損算法研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：牽引供電系統(tǒng)是電氣化鐵路的重要組成部分,它由牽引變電所和接觸網(wǎng)組成,為電力機車的牽引提供電能。電流互感器(TA)作為牽引網(wǎng)控制回路重要組成部分,一旦發(fā)生故障將嚴重影響變電所的安全運行。為了提高電流互感器的運行可靠性,本文研究并開發(fā)了一套針對于干式高壓電流互感器的在線監(jiān)測裝置。本課題是以鄭州鐵路局石武高鐵新鄉(xiāng)供電段高鐵牽引供電設(shè)備220kV干式電流互感器為研究對象,研究設(shè)計針對高鐵牽引供電設(shè)備220kV干式電流互感器的運行狀態(tài)在線監(jiān)控裝置。本文首先從干式高壓電流互感器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)入手,研究對其進行在線監(jiān)測的物理模型和監(jiān)測原理。確定了以介質(zhì)損耗因數(shù)(介損)、泄漏電流和絕緣電容為參數(shù)的監(jiān)測量,同時對它們的物理意義以及與設(shè)備故障的關(guān)系進行了理論分析。在此基礎(chǔ)上討論監(jiān)測參數(shù)如何在變電所復(fù)雜環(huán)境中實現(xiàn)準確穩(wěn)定的監(jiān)測。通過對比分析確定了以諧波分析法作為介質(zhì)損耗因數(shù)的基本計算方法。分析了造成誤差的各種因素,并針對它們一一進行了改進。首先利用解析變換對采集數(shù)據(jù)進行預(yù)處理,然后提出了一種適用于諧波分析法的高精度估算算法。該算法首先對信號進行加Hanning窗的DFT變換,然后采用能量重心法進行校正。同時使用動態(tài)加窗算法對介質(zhì)損耗因數(shù)進行了進一步修正。該算法是通過跟隨電網(wǎng)的頻率波動而動態(tài)調(diào)節(jié)加窗長度,從而使采樣更接近整周期采樣。經(jīng)過理論推導和MATLAB仿真計算,并與其它的介質(zhì)損耗因數(shù)算法進行對比,表明該方法較之前的算法精度進一步提高而且計算量較小。為了實現(xiàn)對電流互感器可靠穩(wěn)定的在線監(jiān)測,設(shè)計制作了針對220kV電流互感器的在線監(jiān)測裝置。本文選取TMS320F28335 DSP作為裝置的處理器,通過數(shù)據(jù)采集、分析運算、數(shù)據(jù)存儲等,最后進行數(shù)據(jù)顯示和越限報警。論文完成了裝置的硬件設(shè)計以及基于上述算法的程序設(shè)計,并在實驗室條件下對裝置進行系統(tǒng)測試。最后對裝置進行了現(xiàn)場運行測試,采集一段時間內(nèi)的現(xiàn)場波形和運行數(shù)據(jù)。運行結(jié)果表明裝置運行穩(wěn)定,可以滿足干式高壓電流互感器絕緣在線監(jiān)測的要求。
【關(guān)鍵詞】：電流互感器 在線監(jiān)測 介質(zhì)損耗因數(shù) 泄漏電流 絕緣電容
【學位授予單位】：北京交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TM452
【目錄】：

• 致謝5-6
• 中文摘要6-7
• ABSTRACT7-12
• 1 緒論12-18
• 1.1 研究背景與意義12-13
• 1.2 研究現(xiàn)狀13-15
• 1.2.1 傳統(tǒng)檢測手段13
• 1.2.2 在線監(jiān)測13-15
• 1.3 本文主要工作15-18
• 2 電流互感器物理模型及監(jiān)測原理18-38
• 2.1 物理模型及故障形成原因18-22
• 2.1.1 絕緣結(jié)構(gòu)和物理模型18-21
• 2.1.2 故障原因21-22
• 2.2 監(jiān)測原理22-29
• 2.2.1 監(jiān)測參數(shù)22-24
• 2.2.2 監(jiān)測參數(shù)與設(shè)備故障關(guān)系24-25
• 2.2.3 監(jiān)測參數(shù)靈敏度25-29
• 2.3 泄漏電流測量原理29
• 2.4 絕緣電容測量原理29-30
• 2.5 介質(zhì)損耗因數(shù)測量原理30-35
• 2.5.1 過零點時差比較法30-31
• 2.5.2 正弦波參數(shù)法31-32
• 2.5.3 高階正弦擬合法32-34
• 2.5.4 相關(guān)函數(shù)法34
• 2.5.5 諧波分析法34-35
• 2.6 本章小結(jié)35-38
• 3 介質(zhì)損耗因數(shù)算法研究38-52
• 3.1 介質(zhì)損耗在線監(jiān)測的主要影響因素38-40
• 3.2 介質(zhì)損耗算法分析40-41
• 3.3 解析變換41-43
• 3.3.1 希爾伯特變換41-43
• 3.3.2 解析信號43
• 3.4 動態(tài)加窗的能量重心法介損計算43-50
• 3.4.1 加Hanning窗的能量重心校正法44-46
• 3.4.2 動態(tài)加窗46-47
• 3.4.3 仿真驗證47-50
• 3.5 本章小結(jié)50-52
• 4 電流互感器在線監(jiān)測裝置的設(shè)計實現(xiàn)52-70
• 4.1 在線監(jiān)測裝置整體設(shè)計方案52-56
• 4.1.1 系統(tǒng)控制芯片選型及其性能52-55
• 4.1.2 系統(tǒng)構(gòu)架55-56
• 4.2 模擬信號調(diào)理電路56-59
• 4.2.1 信號放大電路56-57
• 4.2.2 濾波電路57-58
• 4.2.3 信號整形電路58
• 4.2.4 傳感器的選擇58-59
• 4.3 主系統(tǒng)電路59-65
• 4.3.1 AD轉(zhuǎn)換電路59-61
• 4.3.2 DSP最小系統(tǒng)61-63
• 4.3.3 DSP擴展電路63-65
• 4.4. PCB制作和抗干擾設(shè)計65-68
• 4.4.1 PCB制作65-66
• 4.4.2 抗干擾設(shè)計66-68
• 4.5 人機接口板簡介68-69
• 4.6 本章小結(jié)69-70
• 5 電流互感器在線監(jiān)測裝置軟件設(shè)計70-78
• 5.1. 主程序70-72
• 5.2 中斷子程序72-74
• 5.3 數(shù)據(jù)處理子程序74-76
• 5.3.1 解析變換子程序74-75
• 5.3.2 能量重心校正法子程序75-76
• 5.4 本章小結(jié)76-78
• 6 系統(tǒng)測試與現(xiàn)場運行78-86
• 6.1 系統(tǒng)測試78-81
• 6.2 現(xiàn)場運行81-86
• 6.2.1 現(xiàn)場安裝81-82
• 6.2.2 現(xiàn)場運行82-86
• 7 結(jié)論與展望86-88
• 7.1 結(jié)論86
• 7.2 展望86-88
• 參考文獻88-92
• 作者簡歷及攻讀碩士學位期間取得的研究成果92-96
• 學位論文數(shù)據(jù)集96

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