【摘要】：進入21世紀以來，隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，人類社會對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中。電力變壓器是電力系統(tǒng)輸變電運行中最重要的組成部分之一，其運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，對其進行監(jiān)控與保護顯得尤為重要。 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多種參量進行綜合性監(jiān)測的狀態(tài)在線實時監(jiān)測系統(tǒng)（設備），為較全面地判斷電力變壓器運行狀態(tài)提供各種數(shù)據(jù)，以達到實時、準確地發(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，達到設備使用和經(jīng)濟效益雙贏的效果。 應用先進的新興技術設計監(jiān)測不同參量的終端，使用嵌入式技術設計終端的軟硬件，使用數(shù)字信號處理技術設計實用新型測量算法，包括交流電參量監(jiān)測子系統(tǒng)、中性點直流偏磁監(jiān)測子系統(tǒng)、振動信號監(jiān)測子系統(tǒng)、噪聲信號監(jiān)測子系統(tǒng)等4個子系統(tǒng)，由3個硬件終端構(gòu)成，運用系統(tǒng)集成技術將3個終端組合成整體監(jiān)測系統(tǒng)。 本系統(tǒng)可以實時監(jiān)測多種參量，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，中性點直流電流，振動信號，噪聲信號等。 相對于4個子系統(tǒng)集合在單一硬件終端上，本系統(tǒng)具有明顯的優(yōu)點： （1）如果其中一個終端的硬件出現(xiàn)故障，其它終端還能實時監(jiān)測電力變壓器的運行狀態(tài)，不至于全部監(jiān)測量的崩潰，致使時間上出現(xiàn)監(jiān)測盲點。 （2）單一終端實現(xiàn)4個子系統(tǒng)的功能，要求處理器硬件性能很高，而3個終端分別實現(xiàn)不同功能，后者3個處理器硬件成本比前者1個的還要低，并且可以根據(jù)不同需求靈活搭配使用，維護也更加容易。 最后，，分別對4個監(jiān)測子系統(tǒng)（終端）進行實物調(diào)試，測量結(jié)果精度較高，其硬件和軟件的設計，以及實用新型測量算法的設計得到了實踐驗證。本系統(tǒng)不僅完全適合于智能電網(wǎng)工程監(jiān)控系統(tǒng)的實際應用，而且還適合于多種監(jiān)測場合，是一種具備高性能多用途的綜合性監(jiān)測系統(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，本文的主要研究內(nèi)容是 4 個監(jiān)測子系統(tǒng)的具體設計。圖2-3 本系統(tǒng)的構(gòu)成運用系統(tǒng)集成技術將 3 個終端組合成一個綜合性的監(jiān)測系統(tǒng)，比 4 個子系統(tǒng)集合在單一硬件終端上的優(yōu)點在于：如果其中一個終端的硬件出現(xiàn)故障，其它終端還能實時監(jiān)測電力變壓器的運行狀態(tài)，不至于全部監(jiān)測量的崩潰，致使時間上出現(xiàn)監(jiān)測盲點；單一電力變壓器交流量監(jiān)測終端（子系統(tǒng)）中性點直流監(jiān)測終端（子系統(tǒng)）噪聲信號監(jiān)測終端（子系統(tǒng)）振動信號監(jiān)測終端（子系統(tǒng)）信息采集終端變電站室內(nèi)上位機（診斷系統(tǒng)）各種繼電保護設備信息轉(zhuǎn)送機與調(diào)度控制中心通信保護控制指令控制反饋指令保護對象一、二次側(cè)交流信號一、二次側(cè)中性點直流信號振動信號噪聲信號傳感器傳感器傳感器傳感器

2 ~ 25 次諧波（可選項） 功率因數(shù)、功率、電能量 √ √圖2-4 交流電參量監(jiān)測子系統(tǒng)（終端）的組成框圖2.3.2 中性點直流偏磁監(jiān)測子系統(tǒng)中性點直流偏磁監(jiān)測子系統(tǒng)對電力變壓器一、二次側(cè)的監(jiān)測量如表 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直流電流信號與霍爾傳感器。表2-2 中性點直流偏磁監(jiān)測子系統(tǒng)（終端）監(jiān)測量監(jiān)測量 一次側(cè) 二次側(cè)中性點直流電流信號 √（可選項） √（可選項）變壓器二次側(cè)電壓電流信號變壓器一次側(cè)電壓電流信號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算與控制模塊SDRAMH57V2562GTR-75C其他功能模塊IO_L10P_3
【學位授予單位】：華南理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TM41;TP274

【參考文獻】

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本文編號：2574246