SF6分解產(chǎn)物檢測裝置的研制.pdf

1、隨著電力系統(tǒng)對變電站可靠性和緊湊性要求的不斷提高，具有高可靠性、高安全性、低維護(hù)和體積小等優(yōu)點(diǎn)的氣體絕緣變電站(GIS)得到了廣泛的應(yīng)用。但是氣體絕緣變電站由于各種潛伏性絕緣缺陷的存在會導(dǎo)致電氣故障，從而使電網(wǎng)發(fā)生大面積癱瘓給社會帶來巨大的災(zāi)害。研究表明，變電站電氣故障最通常的特征是完全擊穿前的局部放電。因此對變電站電氣故障的監(jiān)測可以通過局部放電的檢測來實(shí)現(xiàn)。
　　研究者根據(jù)局部放電伴隨的理化現(xiàn)象，提出了各種判斷局部放電的方法。其

2、中分析局部放電產(chǎn)生的SF6分解產(chǎn)物是一種十分有效的方法。局部放電產(chǎn)生的SF6分解組分很多，但是實(shí)踐表明通過測量分解產(chǎn)物中SO2和H2S氣體的含量就可以實(shí)現(xiàn)對氣體絕緣變電站內(nèi)部放電狀況、放電原因的判斷。本文的研究內(nèi)容就是設(shè)計(jì)SO2和H2S氣體濃度測量裝置。由于H2S氣體有劇毒，目前無法在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，本文只對SO2濃度測量進(jìn)行研究。
　　本文首先基于電化學(xué)傳感器法設(shè)計(jì)了SO2電化學(xué)傳感器信號調(diào)理采集電路和相應(yīng)的單片機(jī)測量系統(tǒng)。在軟

3、件系統(tǒng)中利用滑動平均算法實(shí)現(xiàn)了信號的數(shù)字濾波，消除了噪聲對信號的干擾，得到了準(zhǔn)確穩(wěn)定的輸出結(jié)果。
　　由于電化學(xué)傳感器SO2氣體濃度分析裝置不能實(shí)現(xiàn)在線測量，本文進(jìn)一步設(shè)計(jì)了基于紅外吸收光譜法的SO2氣體濃度分析裝置。在實(shí)現(xiàn)該裝置的過程中，首先設(shè)計(jì)了直接吸收法光路系統(tǒng)，然后針對光電探測器輸出信號的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了基于ICL7650斬波穩(wěn)零放大器的信號調(diào)理電路，實(shí)現(xiàn)了微弱濃度信號的有效放大，最后用A/D進(jìn)行采集送給單片機(jī)進(jìn)行數(shù)字濾波并輸

4、出。數(shù)字濾波采用算術(shù)平均和滑動平均相結(jié)合的方法來實(shí)現(xiàn)，消除了光路中的干擾因素，同時降低了由光源、探測器的不穩(wěn)定和變化所引的檢測誤差，提高了輸出穩(wěn)定性。
　　最后設(shè)計(jì)了氣體配置裝置，利用該裝置對上述兩個裝置分別進(jìn)行了標(biāo)定，得到標(biāo)定數(shù)據(jù)。利用最小二乘擬合法對標(biāo)定數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，獲得兩個裝置的輸入輸出特性直線，完成標(biāo)定。標(biāo)定好的裝置進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明電化學(xué)傳感器SO2濃度測量裝置的分辨率較高，穩(wěn)定性好。而基于中紅外吸收光譜法的S