本文關鍵詞：城網(wǎng)電纜絕緣狀態(tài)在線監(jiān)測預警系統(tǒng)及應用研究

  更多相關文章： 電纜故障 絕緣狀態(tài) 在線監(jiān)測 模糊數(shù)學

【摘要】：隨著電網(wǎng)發(fā)展,電纜已然成為電力系統(tǒng)的重要組成部分,現(xiàn)代化生產(chǎn)要求電纜必須保持長期、連續(xù)和安全穩(wěn)定的運行。因此實施對電纜絕緣狀態(tài)的在線監(jiān)測,掌握電纜的絕緣和運行狀態(tài),及時發(fā)現(xiàn)電纜設備的潛伏隱患,保證電纜安全可靠地運行,有著非常重要的意義。本文針對目前電纜在線監(jiān)測的片面性和局部性等缺點,提出采集多種反映電纜絕緣狀態(tài)變化的信息,利用模糊數(shù)學對這些信息進行科學處理,獲得絕緣狀態(tài)的評估,并基于此研發(fā)在線監(jiān)測預警系統(tǒng)。本文主要工作如下:(1)分析了電纜絕緣故障問題的成因以及電纜局部放電產(chǎn)生的原由和基本特性。根據(jù)電纜實際結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù),夠建電纜等效仿真模型,對電纜無缺陷和常見的幾種缺陷(有氣隙的電纜、有水縫隙的電纜、鋼針扎入電纜)進行了電場仿真分析。根據(jù)電纜絕緣故障機理選取監(jiān)測系統(tǒng)所需的特征量:電纜電容漏電流、脈沖電流、脈沖電流頻次、環(huán)境溫度、環(huán)境相對濕度,并對選取的特征量與電纜絕緣狀態(tài)的相關性展開詳細分析。(2)綜合考慮電纜絕緣狀態(tài)特征量的影響,提出基于模糊理論的電纜絕緣狀態(tài)評估方法。利用模糊層次分析法對電纜評價因素的權重進行合理分配,通過模糊集合與隸屬度函數(shù)解決各評價因數(shù)的隸屬度求解問題,采用模糊綜合評判法對各評價因素進行綜合評判,完成對電纜絕緣狀態(tài)的評估。(3)研制電纜絕緣狀態(tài)在線監(jiān)測預警系統(tǒng),開展電容漏電流、脈沖電流、環(huán)境溫濕度等數(shù)據(jù)的在線監(jiān)測、遠程通訊及太陽能充電功能的硬件模塊研制與軟件程序設計,并搭建后臺監(jiān)控平臺,做到實時不間斷的在線監(jiān)測,并能對電纜絕緣狀態(tài)的變化進行三種不同程度的預警。(4)應用完成研制的城網(wǎng)電纜絕緣狀態(tài)在線監(jiān)測預警系統(tǒng),安裝十個點的前端在線監(jiān)測裝置并開展有效的現(xiàn)場實驗,根據(jù)實時數(shù)據(jù),對三條電纜的絕緣狀態(tài)進行數(shù)據(jù)分析和模糊評估,利用模糊評估結(jié)果與實際電纜絕緣狀態(tài)進行分析,由評估結(jié)果對其中一條電纜作出了黃色預警,并通過故障排查找到了故障點,由此驗證了電纜絕緣狀態(tài)在線監(jiān)測預警系統(tǒng)的有效性和模糊評估方法的可行性。
【關鍵詞】：電纜故障 絕緣狀態(tài) 在線監(jiān)測 模糊數(shù)學
【學位授予單位】：重慶大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TM75
【目錄】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-9
• 1 緒論9-13
• 1.1 課題研究背景與意義9-10
• 1.2 國內(nèi)外電力電纜在線監(jiān)測技術研究現(xiàn)狀10-11
• 1.3 本項目研究主要內(nèi)容11-13
• 2 電纜故障及特征量研究13-25
• 2.1 電纜故障理論分析13-17
• 2.1.1 電纜故障的成因13-14
• 2.1.2 電纜局部放電分析14-17
• 2.2 電纜故障仿真分析17-21
• 2.2.1 電纜仿真模型的建立17-19
• 2.2.2 電纜正常運行時周圍電場仿真分析19
• 2.2.3 含有氣隙的電纜電場仿真分析19-20
• 2.2.4 具有水縫隙的電纜電場仿真分析20
• 2.2.5 鋼釘扎入電纜的電場仿真分析20
• 2.2.6 仿真結(jié)果分析20-21
• 2.3 特征量提取21-23
• 2.3.1 電纜電容漏電流21-22
• 2.3.2 電纜局放脈沖電流22-23
• 2.3.3 環(huán)境溫度的影響23
• 2.3.4 環(huán)境相對濕度的影響23
• 2.4 本章小結(jié)23-25
• 3 基于模糊理論的電纜絕緣狀態(tài)評估方法25-35
• 3.1 模糊數(shù)學25-27
• 3.1.1 模糊集合25-26
• 3.1.2 模糊關系與模糊矩陣26-27
• 3.2 基于模糊理論的電力電纜絕緣狀態(tài)評估方法27-34
• 3.2.1 評價因數(shù)集的建立27-28
• 3.2.2 求解評價因素的權重28-30
• 3.2.3 建立評價因數(shù)的隸屬度函數(shù)30-33
• 3.2.4 模糊綜合評估決策33-34
• 3.3 本章小結(jié)34-35
• 4 城網(wǎng)電纜絕緣狀態(tài)在線監(jiān)測系統(tǒng)設計35-57
• 4.1 在線監(jiān)測系統(tǒng)框架設計35-36
• 4.2 傳感器原理與選擇36-40
• 4.2.1 脈沖電流傳感器36-38
• 4.2.2 電容漏電流傳感器38-40
• 4.2.3 環(huán)境溫濕度傳感器40
• 4.3 單片機STM32電路設計40-42
• 4.4 電容漏電流采集電路設計42-43
• 4.5 脈沖電流采集電路設計43
• 4.6 太陽能電源及電路設計43-45
• 4.6.1 太陽能電池充電電路44-45
• 4.6.2 直流電壓轉(zhuǎn)換電路45
• 4.7 電纜絕緣狀態(tài)在線監(jiān)測系統(tǒng)軟件設計45-56
• 4.7.1 主程序設計46-47
• 4.7.2 通訊模塊軟件47-48
• 4.7.3 數(shù)據(jù)采集程序48-49
• 4.7.4 低功耗管理程序49
• 4.7.5 在線升級程序49-51
• 4.7.6 后臺監(jiān)控軟件51-56
• 4.8 本章小結(jié)56-57
• 5 現(xiàn)場實驗與應用57-73
• 5.1 在線監(jiān)測前端裝置安裝57-59
• 5.2 模糊理論評估方法的實驗與驗證59-68
• 5.2.1 北山路城北119線14#桿電纜絕緣狀態(tài)分析59-62
• 5.2.2 長松路城南184人民銀行聯(lián)線1#桿電纜絕緣狀態(tài)分析62-64
• 5.2.3 古青線江濱183線1#桿電力電纜絕緣狀態(tài)分析64-66
• 5.2.4 電纜故障分析與處理66-68
• 5.3 環(huán)境溫度對電容漏電流的影響分析68-70
• 5.4 環(huán)境相對濕度對電容漏電流的影響分析70-71
• 5.5 本章小結(jié)71-73
• 6 總結(jié)與展望73-75
• 6.1 總結(jié)73-74
• 6.2 下一步工作展望74-75
• 致謝75-77
• 參考文獻77-81
• 附錄81
• A. 作者在攻讀學位期間申請的發(fā)明專利81
• B. 作者在攻讀學位期間參加的科研項目81

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