高压电气设备绝缘在线监测技术的研究-机械工程专业毕业论文.docx

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Dissertation for the Master’s Degree in Engineering
A STUDY ON THE ON-LINE INSULATION MONITORING TECHNIQUE OF THE HIGH VOLTAGE ELECTRIC EQUIPMENTS
Candidate: Guo Chunzhi
Supervisor: Associate Prof. Wang Wuyi Academic Degree Applied for: Master of Engineering Specialty: Mechanical Engineering Date of Oral Examination: December,2007
University: Harbin Institute of Technology
摘 要
电力设备绝缘监测一直是电力部门的一个关键环节,长期以来所使用的方法是每年一度的人工检测。人工检测具有人为因素影响大、测量精度低、工作效率低等缺点。同时每年进行的春季设备绝缘检测工作需要停电检测,费时费力。为解决上述问题,本文结合电力部门特别是各级变电所(站)的需求,提出了绝缘在线监测技术方案,研制了相应的检测传感器,实现了变电所高压电气设备绝缘状况的多点、实时、在线监测。
本文主要介绍了适于进行高压电气设备绝缘在线监测的传感器工作原理,研制了灵敏度好、精确度高、适合于在北方严寒气候环境下监测高压电气绝缘状况的传感器,并对传感器误差补偿方法进行研究。通过实验对电容补偿法和传感器互补法进行比较,证明电容补偿法和传感器互补法的可行性。
在对绝缘监测信号分析处理的基础上,研究了基于傅利叶变换的信号谐波分析和参数计算方法。通过对西林电桥法和过零比较法的分析研究,提出了应用傅利叶变换的方法处理在线监测传感器输出信号并对其进行谐波分析,从而进一步对提取出的标准电压信号基波和泄漏电流信号基波相角分析处理,并由此提出了设备绝缘参数的计算方法,为设备绝缘状况的评价提供数据。
同时研究了基于小波变换的绝缘监测信号分析方法。主要利用样条小波包对信号的分解处理,把绝缘监测信号分解为不同频域的不重复的信号的叠加,并在分解过程中,提取出频率为 50Hz 的基波信号,进一步利用得到的分解信号进行基于小波变换的信号重构,得到检测信号和标准信号的 50Hz 基波,从而实现对绝缘在线监测信号的分析和处理,为反映设备绝缘状况的绝缘参数的计算提供了有效的数据源。实验表明,基于小波变换的信号分析方法与提出的傅利叶变换谐波分析法都是取代传统的过零比较法的重要方法。
在研究过程中,本文还完成了高压电气设备绝缘在线监测系统硬件电路和相应的软件系统的研究,实现了变电所高压电气设备绝缘状况的多点、实时、在线监测。
关键词 绝缘性能;传感器;傅利叶变换;小波变换
Abstract
The insulation monitoring of the electric power equipment is always a key part of the electric department, and manual measurment has been adopt for a long time,which is greatly affected by artificial factor resulting in low measuring precision and working efficiency. In addition, the annual spring manual insulation monitoring must stop the measured electric power equipment, which directly leads to the unnecessary waste of time and financial power. In order to solve all the problem above, the dissertation presents on-line insulation monitoring technology precept, studies and manufactures the appropriate transducer, realizes the on-line insulation monitoring system of the electric equipment. The paper realizes the multiply-point, re