介损在线监测（精选三篇）
介损在线监测 篇1
关键词：套管介损,在线监测
随着我国电网容量的迅速增大和电压等级的不断提高, 以及传感器、光纤、计算机、信息处理等新技术的快速发展, 供电可靠性己显得越来越重要, 因此, 在线监测及诊断技术将逐渐得到广泛应用, 从而提高整个变电站自动化监测水平。
变电站主变压器的正常运行对保证电网的安全、稳定、经济运行具有重要意义。经验表明, 导致主变设备事故的主要原因是其绝缘性能的劣化。所以, 运行中主变的绝缘状态对电力系统的安全运行至关重要, 要求运行及检修人员必须加强电气设备绝缘的监测与诊断, 及时发现隐患, 确保电气设备的安全运行。
1 主变套管介损在线监测系统总体方案
结合220kV变电站现场运行状况, 设计了以各种传感器, 信号处理与获取、远距离传输、数字采样与通讯、工业控制为主要内容的绝缘在线监测技术方案, 如图所示:
2 主变套管介损在线监测原理及设备的选择
由于绝缘介质的损耗与tgδ成正比, 而tgδ的值与绝缘体的形状和尺寸大小无关, 它是电介质的固有值。因此, tgδ、电容量C和绝缘电阻R是表征电容型电气设备绝缘状况的特性参数。
2.1 监测原理
测量介质损耗传统的方法通常有:电桥法、瓦特表法、谐振回路法、凹形谐振腔法和测量线法等, 其中电桥法测量范围广、精度较高、使用方便、容易掌握, 得到了广泛的应用, 也是目前电力系统基层单位广泛采用的方法。传统的电桥法只能在设备停电时, 进行离线测量。因此, 采用在线测量采用以电流和电压过零相位差为原理。首先, 通过对被测设备的电流、电压信号进行放大、滤波等处理, 高次谐波和干扰信号被除掉, 基本上只留下基波正弦信号, 再通过高性能方波转换器将其转换为稳定的方波信号, 经逻辑电路处理, 取电压、电流过零相位差时间宽度来计算介质损耗δ的大小。
2.2 电流互感器设计
电流传感器是在线监测系统的重要组成部分, 其原理、形式、性能等直接影响到信息获取的精度和可靠性。在线监测MOA、CT、PT、OY、CVT等电气设备的泄漏电流时, 由于这些电流都很小 (甚至小到微安级) , 因此, 可根据电磁或光电转换的原理制成传感器。将电流传感器做成环形, 一次侧用等效直径的方法编织圆铜线, 根据信号大小需要决定原边环绕匝数, 然后通过有绝缘套管的铜棒引线与接地线串接。
2.3 电压获取
母线电压由电压互感器 (PT) 二次侧获取。为保证继电保护和测量仪表的安全运行, 应注意电压隔离。
2.4 信号采集系统
设置该系统由采样保持器、模数转换 (A/D) 、程序存储器、数据存储器、地址控制器、51单片计算机以及I/O口等组成。
由前置信号处理送出的模拟信号, 一路经采样保持器到A/D进行电压、电流的数字采样, 另一路经方波发生器产生介损方波和工频周期方波, 并送入51单片计算机的T0和Tl计数器计时, 由中心处理器将计算结果通过I/O口把数据送入通讯系统。为防止外界干扰引起“死机”, 设置了硬件“看门狗”。
2.5 软件设计
软件包括自检、查巡、功能模块、逻辑判断、数学运算和串行通讯等程序。先对系统进行初始化, 然后进入等待接收采样命令状态, 这时工作指示灯循环闪烁, 一旦主机发出采样命令, 立即执行数据采集工作。每完成一次数据采集、运算处理和结果传送, 系统自动复位并进行接收下一次数据采样命令的等待状态。
3 主变套管介损在线监测的抗干扰措施
在线监测系统的设计充分考虑了抗干扰措施, 从硬件和软件两个方面来抑制干扰信号, 提高测量的准确度和稳定度。
主要的抗干扰措施有以下几点:
3.1 合理选择传感器类型和元件, 使用金属屏蔽盒屏蔽外界电磁干扰, 以减少通过传感器进入系统的干扰。选择精密元件并不断优化传感器结构, 达到较高的温度稳定性。同时引入温度修正系数, 利用软件对其进行校正。
3.2 用带屏蔽层的电缆传输信号。对输入的信号作滤波处理, 仅仅保留有用频段内的信号。布线时要考虑:滤波器输出不与未经滤波处理的交流线一起布线;数字电路和模拟电路电源线分开, 数字信号线与模拟信号线分开;数字地、模拟地、功率地分开, 只有一个连接点, 保证经一点接地, 避免地线回路上有环流引起共模干扰;采用隔离、屏蔽以减少空间干扰。
3.3 对硬件电源处理。除了采用纹波系数较小的电源供电外, 还在芯片的电源和地之间加入滤波电容, 滤掉电源中的尖峰和数字芯片产生的高频电流。
3.4 采用数字技术进行软件抗干扰。运用平均技术以消除随机性干扰:将数据样本多次代数和相加并取其平均值。进一步可采用中值平均与归一化平均来更好地减小脉冲干扰和随机噪声干扰。运用逻辑推理去判断测得的是真实信号还是干扰信号, 如监测过程中仅测得一次幅值很高的信号, 则可认为其是随机干扰信号, 应予以舍弃。运用数字滤波技术对数据进行处理以抑制干扰。
虽然目前己有很多抗干扰措施, 但仍有很多问题尚待解决。如对PT角度差的消除, 虽然可在数据分析时用软件消除其固有相角差, 但由于其二次负载随系统运行而有所变化, 造成不能以固定的校正系统来进行校正, 使PT角差不能完全消除。
绝缘在线监测技术反映的是电气设备运行状况下的绝缘参数, 不宜与停电测量结果进行数量比较, 应在长期稳定测量的基础之上, 利用在线监测的优势进行纵向比较, 比较设备运行状况下的绝缘参数变化量。
4 结束语
随着电力系统自动化程度的提高, 特别是目前综合自动化变电站改造, 在线监测所有的信号, 通过远动系统传到监控中心, 这将为电网的状态检修提供详实的数字依据, 它必将在电力系统得到很大的推广。
参考文献
[1]杜正旺.220kV变电站主变压器绝缘在线监测研究及应用[D].浙江:浙江大学, 2005.
[2]刘云鹏、律方成等, 基于电容分压的电力变压器套管绝缘在线检测的研究, 高压电器, 2004.40 (2) :121-123.
介损在线监测 篇2
在线水质安全预警系统:在线水质毒性监测
环境污染已经成为我国目前所面临的重大问题之一,甚至对人民群众的生活饮用水带来了很大的`威胁,及时有效地发现有毒污染物的泄漏或排放有着十分重要的意义.生物毒性的分析方法包括发光细菌法、水蚤法、贻贝法、水藻法和微生物法等,微生物法更适合于实时在线的毒性监测.STIPTOX系列在线水质预警仪是通过连续监测生物反应器中的微生物的呼吸状态来监测水体水质突发变化的.
作 者：朱勇 谭海玲 王璇 祖士明 作者单位：上海恩德斯豪斯自动化设备有限公司,上海,41刊 名：中国仪器仪表英文刊名：CHINA INSTRUMENTATION年，卷(期)：“”(6)分类号：X7关键词：污染 泄漏 毒性监测 STIPTOX 微生物
介损在线监测 篇3
关键词：变电站容性；设备介损；在线监测系统
中图分类号：TM764 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）35-0022-02
变电站，即改变电压的地方。发电工厂将电传输到一个遥远的地方，电压必须提升，到一个高电压附近的用户，则需要降低电压，电压解除，变电站完成这项工作。降压的主要装置是一个开关变电站和变压器。按规模大小不同，变电站称为变电所和配电室。介电损耗：在电场中的绝缘材料，由于电介质的导电率和电介质极化的滞后效应，在其内部的能量损失而造成了介电损耗。
状态监测，可减少延长设备使用寿命，设备维修时间，降低成本，免去定期监测趋势。容性设备在线监测和及时的预报和诊断故障，保证设备正常运行，提高电网的可靠性和安全性的设备和操作人员，都具有十分重要的
意义。
1 系统工作原理及总体构造简介
1.1 基本原理概述
介电损耗的交变电场，在电介质中，由于电消耗一定的能量，而使热介质本身出现的现象。因此，电介质包括载体可以是导电性的，所施加的电场，导电性产生的电流，消耗的一部分能量，转换成热能。
绝缘材料的介电损耗角正切值乃测量相角差，可以发现在电气化设备的绝缘系统里，完整性的缺陷或浓度较大的局部缺陷是存在的，可以反映出高压电气设备绝缘的一个重要的反应体系。
1.2 系统构造
根据设计原理可知，该系统由变电站监视控制中心、ZigBee无线网络通信系统、全省级别的监测控制中心及现场监控站等四部分组成。
对变电站实行监控是为了用户使用的电力行业的特点，结合工业控制的特点，安全管理和数字化视频，使用目前已经具备的电网网络资源，设计了一套门禁系统、消防系统、远程可视系统、环保电力监控系统的多功能网络综合安全管理系统的子系统。
监测系统一般包括以下基本单元：
1.2.1 输送信号单元。传感器的检测状态反映设备被测量，将其转换为一个电信号发送到适当的跟进单元的特性，具有监控信号的意见和读数的作用。
1.2.2 处理信号单元。发送的传感器信号预处理，信号的振幅调整到适当的水平，并抑制干扰以提高信号的信
噪比。
1.2.3 采集数据单元。发送传感器信号预处理，干扰抑制，然后模拟到数字（A/D）转换和采集记录。
1.2.4 发送信息单元。数据获取单元所得到的数据发送到随后的单元。
1.2.5 数据处理单元的传输到信号处理。这样的干扰抑制，可提取特征值的诊断有效的数据。
1.2.6 诊测单元。数据处理单元的历史数据、标准、程序和运行经验分析和比较。部件的设备状态和故障判断，以采取保障措施。整个监控系统可分为三个子系统，即监控设备、传感器、信号的前处理和数据采集子系统，信号处理和诊断系统的现场。
2 GPS简介
GPS是英文Global Positioning System（全球定位系统）的简称。GPS这个项目始于1958年，美军在1964年建成并投入使用。20世纪70年代，美国军队联合开发了新一代卫星定位系统GPS。该系统的主要目的是提供实时的三个领域，全天候和全球性的导航服务，并用于情报收集、核爆监测、应急通信和其他一些军事目的。经过20多年的研究和实验，花费资金累计达30亿人民币。1994年，全球覆盖比率甚至高达98%，共计24颗GPS卫星星座已根据设计思路图布设成功。
3 现场监测分机设计介绍
3.1 硬件设计
通过现场监测等技术扩展得到的控制电容、电流的模拟设备，一分为二：（1）一路经过放大、补偿等处理后，送入现场可编程门阵列（FPGA）内测频逻辑完成信号测频；（2）路线高精度A/D转换为数字的转换器到FPGA中，传输的数据处理单元处理后的Niosll，由紫蜂通信模块发送到主控制室内的计算机工作站。
3.1.1 泄漏电流传感器。设计时考虑到安装需要现场进行、运行需要在安全条件下进行的实际情况，设计师开发出一个让数值较小的电流流过电磁传感器的核心部分，使用深度负反馈技术，自动补偿为核心，采用高初始磁导率，低损耗芯在理想状态下的零磁通的核心工作。
3.1.2 同步信号。同时发送所述同步信号，在同一个源的多个载波信号，使得接收器可以接收更多或更好的信息。应包含平行同步信号、垂直同步信号和色同步信号（彩色载波）三种同步信号。
3.1.3 测频设计。累积频数的测量方法是，每单位时间，在更高的频率和更高精度的周期的数量，信号应该被继续保持为两个以上的信号周期，以确保有效的输出计数。
3.2 软件设计
现场监控站软件具有很强大的检测功能，主要是：（1）以同步数据采集中心的指令为基础展开；（2）通过Zigbee无线通信技术将数据装载；（3）打包上传；（4）由系统手动自检，实现实时采集功能，如果采集功能中断就会被重新触发。以上就是软件设计对变电站容性设备介损在线监测系统设计系统固有属性提出的要求。
4 专家软件
专家软件根据使用的部分来划分可以分为两个版块：专家软件服务器和专家软件客户端。专家软件在技术上采用有效的模糊控制技术和灰色系统技术，介电损耗机制的建议的基础上的价值取决于介质损耗因素确定绝缘状况是如何变化的，这里必须考虑到技术知识的不完备性的各种影响因素，从而分析定量介质损耗因数序列变异以及密切的排序由相关性以达到“诊断要精确”和“模糊输出序列变异”导致。制造商和运营管理部门（客户端）、使用者只需要安装浏览器软件可以访问系统，从而可以方便地实现“远程维护”和“远程监控”并行的优点。
5 结语
本文试图通过分析结构来对变电站容性设备介损在线监测系统设计进行探讨，电容型机制的设备在高压变电站中具有重要的实际应用地位，本研究论文对电容型机制设备的介损的在线监测系统进行了详细分析和设计，取得了显著的成果，该成果可以广泛复制并得以应用。
针对传统固有的基波相位分离法存在的不足，采用插值方法进行了算法上的改进和补充。对比仿真结果，可以发现，改进后获得信号的基波频率非常稳定，通过提高介损样本的提取从而提高了介损角的准确度，最关键的一步是同时减少了硬件环节，增加了该算法的实用性。
所以，本文认为：对变电站容性设备介损在线监测系统设计的探讨已经具有非常广泛的现实应用基础，而对于其内部构造，可以通过改变机器零件的属性得以实现和
改造。
参考文献
[1] 芦兴，王瑞闯.容性设备介质损耗在线监测方法研究
[J].广东电力，2012，（7）.
[2] 黄新波，章云，李俊峰.变电站容性设备介损在线监