【摘要】：隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展,電力電纜在輸配電設(shè)備中的保有量和所占比重不斷增大,但電纜線路一般采用直埋、穿管、隧道等方式敷設(shè)于地下,難以通過(guò)肉眼觀察、紅外測(cè)溫等直觀巡視進(jìn)行運(yùn)行維護(hù),需要進(jìn)一步研究豐富在線監(jiān)測(cè)手段,來(lái)提升電力電纜狀態(tài)檢修水平。 本文論述了電力電纜的基本知識(shí),分析了常見(jiàn)故障類型,并基于電力電纜運(yùn)行數(shù)量日益增長(zhǎng)的實(shí)際,分析研究各項(xiàng)在線監(jiān)測(cè)技術(shù),將計(jì)算機(jī)技術(shù)、人工智能技術(shù)、電力電子技術(shù)和設(shè)備檢測(cè)技術(shù)相結(jié)合,實(shí)現(xiàn)電力電纜運(yùn)行數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),豐富電纜狀態(tài)檢修手段,努力做到“異常提前發(fā)現(xiàn),檢修及時(shí)安排,故障有效控制”,切實(shí)提升電力電纜運(yùn)行維護(hù)水平,為電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行和電能持續(xù)可靠供應(yīng)提供堅(jiān)強(qiáng)保障。重點(diǎn)對(duì)局部放電、光纖測(cè)溫、接地電流進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)的軟硬件設(shè)計(jì)和在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的搭建。在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采用主芯片為DSP的數(shù)據(jù)處理單元,進(jìn)行三個(gè)信息量的匯總和打包上送；局部放電監(jiān)測(cè)模塊通過(guò)霍爾電流傳感器監(jiān)測(cè)局部放電時(shí)產(chǎn)生的脈沖電流,通過(guò)EM(電磁波)傳感器和AE(超聲波)傳感器進(jìn)行局放點(diǎn)探測(cè)定位,采用AVR單片機(jī)進(jìn)行電流采集量的數(shù)據(jù)處理；光纖測(cè)溫模塊采用FPGA控制單元向光發(fā)射機(jī)觸發(fā)脈沖,利用耦合器對(duì)后向散射光進(jìn)行解調(diào)處理,實(shí)現(xiàn)電纜運(yùn)行溫度的測(cè)量；接地電流模塊采用霍爾電流傳感器進(jìn)行接地電流采集,采用AVR單片機(jī)進(jìn)行接地電流數(shù)據(jù)分析處理和監(jiān)測(cè)。 通過(guò)對(duì)局部放電、接地電流、運(yùn)行溫度等電纜運(yùn)行狀態(tài)下關(guān)鍵數(shù)據(jù)的在線監(jiān)測(cè)和分析,能夠的更好的評(píng)價(jià)電力電纜運(yùn)行狀態(tài),從而進(jìn)一步豐富了電力電纜狀態(tài)檢修手段,提高了電力電纜運(yùn)維檢修水平,確保電力電纜運(yùn)行狀態(tài)的“可控、能控、在控”。
【圖文】：

第4章高壓電力電纜在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)高壓電力電纜在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)主要圍繞三個(gè)測(cè)量電路來(lái)進(jìn)行的，DSP芯片的主要功能是完成三個(gè)信息的匯總，并打包發(fā)送至上位機(jī)完成實(shí)時(shí)采集量的顯示。其中，局部放電的硬件設(shè)計(jì)[27]主要包括ATMEGA單片機(jī)硬件設(shè)計(jì)電路、AD采樣通道電路、異步串行口（UART)通信電路、傳感器電路、5V電壓供電電路以及一些外圍電路設(shè)計(jì)；接地電流系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)128]主要包括ATMEGA單片機(jī)硬件設(shè)計(jì)電路、AD采樣通道電路、異步串行口（UART)通信電路、傳感器電路【29]、5V電壓供電電路以及一些外圍電路設(shè)計(jì)；分布式光纖測(cè)溫電路主要包括FPGA接口電路、多模光纖光信號(hào)鍋合電路、AD采樣濾波電路、異步串行電路、3.3V電壓供電電路以及其他的外圍電路；主處理器DSP電路主要包括TI28335系統(tǒng)電路、與三個(gè)系統(tǒng)的接口電路、電源供給電路、與上位機(jī)通信的232電路以及其他的外圍電路。此外，還包括高壓自取能電路的硬件設(shè)計(jì)，以及兩個(gè)霍爾傳感器所使用的±15v的電源電路設(shè)計(jì)。這些部分的硬件連接圖可查看圖4-1。

圖4-9光纖頭發(fā)射電路圖4-9為光纖頭接收電路，主要是將濾光鏡濾出的斯托克斯光和反斯托克斯光轉(zhuǎn)換成AD芯片能識(shí)別的電信號(hào)。C7主要用來(lái)z1合脈沖，R20用來(lái)將光纖接收頭引腳電平的上拉電阻。4.2局部放電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)原理4.2.1局部放電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)介紹當(dāng)高壓電力電纜發(fā)生局部放電信號(hào)時(shí)，，會(huì)伴有相關(guān)的脈沖電流信號(hào)發(fā)生，該信號(hào)會(huì)隨著電纜的屏蔽層流入大地，使用HFCT傳感器，可分為環(huán)形（固定式）及銀形兩種類型，檢測(cè)的頻帶為50kHz-30MHz。若用戶無(wú)特殊要求，則一般提供固定環(huán)形傳感器
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TM75

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2566839