基于AVR真空斷路器滅弧室真空度在線監(jiān)測裝置-論文.pdf

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1、第33卷第2期電工電能新技術(shù)Vo1．33．NO．22014年2月AdvancedTechnologyofElectricalEngineeringandEnergyFeb．2014基于AVR真空斷路器滅弧室真空度在線監(jiān)測裝置孫熠，張闊，仇英輝(華北電力大學(xué)電氣工程學(xué)院，北京102206)摘要：真空開關(guān)內(nèi)部氣體壓強(qiáng)是決定其電氣性能的主要因素，真空滅弧室壓強(qiáng)減小將降低真空開關(guān)耐受系統(tǒng)電壓的能力。本文提出了一種基于AVR單片機(jī)在線監(jiān)測真空滅弧室真空度的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)方案，處理器NVR芯片利用片內(nèi)資源簡化了設(shè)計(jì)的復(fù)雜性，增強(qiáng)了整個(gè)系統(tǒng)的電磁兼容性。采用高階數(shù)字濾波器分離傳感器信號中的工頻信號和

2、高頻信號，通過三相不對稱算法、趨勢判斷法、高次諧波法綜合診斷真空滅弧室內(nèi)的真空度，提高了在線監(jiān)測的靈敏度和可靠性。RS485接口可方便與計(jì)算機(jī)連接，通信距離較長，抗干擾能力強(qiáng)，具有很強(qiáng)的實(shí)用性。關(guān)鍵詞：真空度；真空滅弧室；在線監(jiān)測；數(shù)字信號處理；數(shù)字濾波器中圖分類號：TM561．5文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1003．3076(2014)02-0076．05從零點(diǎn)升至某一值時(shí)，帶電觸頭和屏蔽罩之間的等1引言值電容發(fā)生放電，該局部放電信號可通過位于屏蔽真空斷路器在電力系統(tǒng)中具有保護(hù)和控制雙重罩與接地箱之間的兩個(gè)局部放電探頭進(jìn)行在線監(jiān)功能，是電力系統(tǒng)一次設(shè)備中維護(hù)工作量最大的設(shè)測。這種監(jiān)測

3、方法的主要問題是其測量的靈備之一。據(jù)相關(guān)資料證實(shí)，開關(guān)的維修費(fèi)用占用變敏度有待于進(jìn)一步驗(yàn)證。電站總維修費(fèi)用的50％以上，而且大部分用于斷路結(jié)合國內(nèi)外對真空度在線監(jiān)測的研究成果，文器的定期檢修上。真空斷路器的主要性能參數(shù)獻(xiàn)[8]研究了真空斷路器屏蔽罩的電位與滅弧室內(nèi)是真空度，真空度的優(yōu)劣直接影響到真空開關(guān)的壽真空度關(guān)系，本文通過測量屏蔽罩的電位相對正常命，使用期間的耐壓水平和開斷能力。目前，真空開值和其他兩相電位的變化，從而抵消了由于環(huán)境變關(guān)在我國中低壓領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，滅弧室的化帶來的測量誤差，利用高階數(shù)字濾波器提取工頻真空度在線監(jiān)測已成為工程領(lǐng)域的一個(gè)熱門話題。信號和高次諧波

4、。采用Atmel公司集成AD采集模真空斷路器真空度的測試方法從大的方面說，塊AVR單片機(jī)，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析、報(bào)警和包括離線檢測和在線檢測兩大類。離線檢測的方法通信等功能，實(shí)現(xiàn)了真空度的在線監(jiān)測低成本、高靈較多，而且發(fā)展相對成熟，磁控放電法是其中一種重敏度。復(fù)性較好、靈敏度高的定量測量方法一。除了磁2真空度在線監(jiān)測原理控放電法，還包括工頻耐壓法、吸氣擠膜法、德斯拉線圈法等。在線檢測由于要在不改動開關(guān)主體結(jié)構(gòu)滅弧室內(nèi)真空度正常時(shí)，僅需幾百伏的電壓就及運(yùn)行狀態(tài)的前提下，隨時(shí)監(jiān)測真空度的變化，目前可維持帶電觸頭與中間屏蔽罩之間由場致發(fā)射引起國內(nèi)外還無法實(shí)現(xiàn)真空度的直接測量。用于真空

5、度的電子電流。屏蔽罩積累的負(fù)電荷使其負(fù)電壓電位的間接測量方法有耦合電容方法和電光變化方幾乎能達(dá)到電極電壓峰值；真空斷路器滅弧室真空法。耦合電容法是根據(jù)局部放電測量原理提出度劣化時(shí)，滅弧室內(nèi)氣體密度變大，場致發(fā)射電子被來的，若被測真空滅弧室的帶電觸頭至中間屏蔽罩氣體分子吸附后成為負(fù)離子。由于負(fù)離子質(zhì)量大，的耐壓強(qiáng)度由于真空度降低而下降，則當(dāng)工頻電壓漂移速度慢，使得上述電子電流減小，屏蔽罩電位降收稿日期：2012-05—16作者簡介：孫熠(1988-)，女，山東籍，碩士研究生，研究方向：電力通信及電力設(shè)備狀態(tài)檢測；仇英輝(1976-)，男，河北籍，副教授，博士，研究方向：電力通信。第2

6、期孫熠，等：基于AVR真空斷路器滅弧室真空度在線監(jiān)測裝置77低。滅弧室真空度持續(xù)劣化時(shí)，金屬導(dǎo)桿和觸頭看門狗定時(shí)器，極大地簡化了硬件結(jié)構(gòu)，提高了整個(gè)與屏蔽罩之間產(chǎn)生了局部放電，最后發(fā)展成電暈現(xiàn)系統(tǒng)的可靠性。監(jiān)測系統(tǒng)能夠同時(shí)監(jiān)測多套開關(guān)象。此時(shí)屏蔽罩上的電位增加，同時(shí)伴有高次諧波柜，最高達(dá)到256套。計(jì)算機(jī)可實(shí)時(shí)觀察到各個(gè)檢信號。檢測方法就是通過監(jiān)測屏蔽罩上交流電測節(jié)點(diǎn)的動作情況，一旦有節(jié)點(diǎn)丟失可馬上報(bào)警，保位來判斷真空度的變化情況，只是受現(xiàn)場工頻干擾證了系統(tǒng)的可靠性。的影響較大，本文通過數(shù)字濾波器提取工頻信號和3．1監(jiān)測系統(tǒng)的基本組成高頻信號，消除周圍噪聲干擾。監(jiān)測系統(tǒng)包括智能監(jiān)測

7、單元、485網(wǎng)絡(luò)通信單搭建一套模擬真空斷路器運(yùn)行環(huán)境和控制真空元、計(jì)算機(jī)等設(shè)備。每個(gè)開關(guān)柜需配備一個(gè)智能監(jiān)度實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，設(shè)計(jì)一個(gè)簡單實(shí)用的電場傳感器，傳感測單元、三個(gè)傳感器監(jiān)測A、B、C三相真空開關(guān)。其器外殼是由絕緣材料制成并且呈柱狀接口，不會改中智能監(jiān)測單元實(shí)現(xiàn)傳感器數(shù)據(jù)采集、處理、故障識變屏蔽罩和接地網(wǎng)之間的電場分布，其整體電氣隔別診斷等功能，通過485總線方式上傳數(shù)據(jù)到計(jì)算離特性和良好的絕緣性能滿足在線監(jiān)測系統(tǒng)可靠性機(jī)。與安全性，并且對真空斷路器的工作性能無任何影