高压电网过电压在线监测系统设计与实现研究

作     者：兰海涛 

作者单位：重庆大学 

学位级别：硕士

导师姓名：司马文霞

授予年度：2006年

学科分类：0808[工学-电气工程] 080803[工学-高电压与绝缘技术] 08[工学] 

主      题：电网 过电压 在线监测 套管 电压传感器 

摘      要：电网过电压是影响电力系统安全运行的重要因素,对电网过电压实施有效地在线监测研究,对于保证电网安全运行具有十分重要的意义。现有的过电压在线监测系统大多采用高压分压器来获取电压信号,但是,由于高压分压器自身特性限制了其在更高电压等级电网下的应用。针对这一问题,本文对过电压在线监测系统的关键技术进行了系统深入的研究,并研制了一套过电压在线监测系统样机。 本文提出了一种利用变压器电容式套管,安装特制的电压传感器组成套管分压系统,从电容式套管的末屏抽头处获取电压信号的方法,实现对电网过电压信号的实时采集。文中简要介绍了装置的总体组成结构及各部分的工作原理。详细论述了套管末屏电压传感器的结构设计与参数确定,以及关键元件的设计选择依据。在Saber下建立了整个套管电容分压系统的等效电路模型,通过对套管分压系统的建模仿真研究,得到了传感器的输出响应特性,并分析了影响传感器响应特性的因素及传感器的误差特性,通过实验室实测的方法验证了模型的正确性。文中详细介绍了过电压在线监测数据采集系统各组成部分的基本原理和具体实现方法,重点探讨了二次分压电路、信号调理电路、整形触发电路、保护控制单元电路等电路的设计依据、结构和功能。此外,还介绍了数据采集卡的选择及其工作原理。软件系统采用在线监测与离线分析分别设计模式,文中对在线监测软件的设计思想作了较详细的论述,并给出了软件运行流程图。 本论文对设计完成的高压电网过电压在线监测系统进行了调试和校正。在实验室利用电容式套管对该装置的性能进行了实测,测试结果表明该系统的响应特性良好,测量精度高,工作情况稳定可靠,满足电网过电压监测的要求,达到了预期设计目标。