【摘要】：進(jìn)入21世紀(jì)以來，隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人類社會(huì)對(duì)電能的需求和電能質(zhì)量的要求越來越高，智能電網(wǎng)工程和綠色能源的有效利用正在探討與建設(shè)中。電力變壓器是電力系統(tǒng)輸變電運(yùn)行中最重要的組成部分之一，其運(yùn)行是否正常直接影響著電網(wǎng)的安全和電能的質(zhì)量水平，對(duì)其進(jìn)行監(jiān)控與保護(hù)顯得尤為重要。 本文致力于研發(fā)一套適用于大多數(shù)類型電力變壓器的對(duì)多種參量進(jìn)行綜合性監(jiān)測(cè)的狀態(tài)在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（設(shè)備），為較全面地判斷電力變壓器運(yùn)行狀態(tài)提供各種數(shù)據(jù)，以達(dá)到實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)電力變壓器可能存在的潛伏性故障，做到及早處理，避免事故發(fā)生，為電力變壓器提供全面的監(jiān)控與保護(hù)，達(dá)到設(shè)備使用和經(jīng)濟(jì)效益雙贏的效果。 應(yīng)用先進(jìn)的新興技術(shù)設(shè)計(jì)監(jiān)測(cè)不同參量的終端，使用嵌入式技術(shù)設(shè)計(jì)終端的軟硬件，使用數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)設(shè)計(jì)實(shí)用新型測(cè)量算法，包括交流電參量監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)、中性點(diǎn)直流偏磁監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)、振動(dòng)信號(hào)監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)、噪聲信號(hào)監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)等4個(gè)子系統(tǒng)，由3個(gè)硬件終端構(gòu)成，運(yùn)用系統(tǒng)集成技術(shù)將3個(gè)終端組合成整體監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。 本系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)多種參量，包括：電力變壓器一、二次側(cè)的頻率，基波和2~25次諧波的電壓與電流的幅值、相角、功率因數(shù)、功率、電能量，中性點(diǎn)直流電流，振動(dòng)信號(hào)，噪聲信號(hào)等。 相對(duì)于4個(gè)子系統(tǒng)集合在單一硬件終端上，本系統(tǒng)具有明顯的優(yōu)點(diǎn)： （1）如果其中一個(gè)終端的硬件出現(xiàn)故障，其它終端還能實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電力變壓器的運(yùn)行狀態(tài)，不至于全部監(jiān)測(cè)量的崩潰，致使時(shí)間上出現(xiàn)監(jiān)測(cè)盲點(diǎn)。 （2）單一終端實(shí)現(xiàn)4個(gè)子系統(tǒng)的功能，要求處理器硬件性能很高，而3個(gè)終端分別實(shí)現(xiàn)不同功能，后者3個(gè)處理器硬件成本比前者1個(gè)的還要低，并且可以根據(jù)不同需求靈活搭配使用，維護(hù)也更加容易。 最后，，分別對(duì)4個(gè)監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)（終端）進(jìn)行實(shí)物調(diào)試，測(cè)量結(jié)果精度較高，其硬件和軟件的設(shè)計(jì)，以及實(shí)用新型測(cè)量算法的設(shè)計(jì)得到了實(shí)踐驗(yàn)證。本系統(tǒng)不僅完全適合于智能電網(wǎng)工程監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用，而且還適合于多種監(jiān)測(cè)場(chǎng)合，是一種具備高性能多用途的綜合性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
【圖文】：

源的最優(yōu)化利用，因此，本系統(tǒng)主要由 3 大硬件終端構(gòu)成，如圖 2-3 所示，本文的主要研究?jī)?nèi)容是 4 個(gè)監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)的具體設(shè)計(jì)。圖2-3 本系統(tǒng)的構(gòu)成運(yùn)用系統(tǒng)集成技術(shù)將 3 個(gè)終端組合成一個(gè)綜合性的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，比 4 個(gè)子系統(tǒng)集合在單一硬件終端上的優(yōu)點(diǎn)在于：如果其中一個(gè)終端的硬件出現(xiàn)故障，其它終端還能實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電力變壓器的運(yùn)行狀態(tài)，不至于全部監(jiān)測(cè)量的崩潰，致使時(shí)間上出現(xiàn)監(jiān)測(cè)盲點(diǎn)；單一電力變壓器交流量監(jiān)測(cè)終端（子系統(tǒng)）中性點(diǎn)直流監(jiān)測(cè)終端（子系統(tǒng)）噪聲信號(hào)監(jiān)測(cè)終端（子系統(tǒng)）振動(dòng)信號(hào)監(jiān)測(cè)終端（子系統(tǒng)）信息采集終端變電站室內(nèi)上位機(jī)（診斷系統(tǒng)）各種繼電保護(hù)設(shè)備信息轉(zhuǎn)送機(jī)與調(diào)度控制中心通信保護(hù)控制指令控制反饋指令保護(hù)對(duì)象一、二次側(cè)交流信號(hào)一、二次側(cè)中性點(diǎn)直流信號(hào)振動(dòng)信號(hào)噪聲信號(hào)傳感器傳感器傳感器傳感器

2 ~ 25 次諧波（可選項(xiàng)） 功率因數(shù)、功率、電能量 √ √圖2-4 交流電參量監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)（終端）的組成框圖2.3.2 中性點(diǎn)直流偏磁監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)中性點(diǎn)直流偏磁監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)對(duì)電力變壓器一、二次側(cè)的監(jiān)測(cè)量如表 2-2 所示，子系統(tǒng)（終端）的組成如圖 2-5 所示，圖中左上方為中性點(diǎn)直流電流信號(hào)與霍爾傳感器。表2-2 中性點(diǎn)直流偏磁監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)（終端）監(jiān)測(cè)量監(jiān)測(cè)量 一次側(cè) 二次側(cè)中性點(diǎn)直流電流信號(hào) √（可選項(xiàng)） √（可選項(xiàng)）變壓器二次側(cè)電壓電流信號(hào)變壓器一次側(cè)電壓電流信號(hào)CPU LPC4357ADCAD7606-2ADCAD7606-1FPGAXC3S200AN-4FTG256IADCAD7606-3SSP0接口多層AHB矩陣DMA控制器E2PROMFM31256-G4 路CT4 路PT4 路PT4 路CTABCZABCZABCABCZABCABCZ 8路8 路6 路SCLKPF_11IO_L01N_1SCLK IO_L15P_2SCLK IO_L16P_2通信接口電路至信息采集終端子系統(tǒng)電源模塊傳感器組采樣模塊運(yùn)算與控制模塊SDRAMH57V2562GTR-75C其他功能模塊IO_L10P_3
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TM41;TP274

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2574246