GIS智能檢測系統(tǒng)理論與實踐研究.pdf

1、隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展，對 SF<,6>氣體絕緣全封閉組合電器(Gas Insulted Switchgear，GIS) 可靠性和自動化的要求日益提高，尤其是變電站自動化系統(tǒng)無人值守運行模式的實施，在很大程度上要求GIS在監(jiān)測、控制和保護等方面完全自動化和智能化。同時隨著微電子技術、電力電子技術、計算機控制技術及網(wǎng)絡通訊技術的發(fā)展，一種以數(shù)字處理技術為核心的智能GIS(SMART GIS)應運而生。論文在系統(tǒng)分析國外各種GIS智能化方案的基

2、礎上，架構了全新的SMART GIS智能檢測系統(tǒng)，以電流、電壓測量為重點，從傳感器設計、電路方案選擇、模型參數(shù)分析、誤差校正方法等方面展開了理論與實踐研究。 解決了系統(tǒng)的整體設計和外圍問題。首先在確定設計任務的基礎上，從檢測項目選擇、檢測手段、指標體系到工作環(huán)境，設計SMART GIS檢測系統(tǒng)的總體框架。GIS 智能檢測系統(tǒng)采用模塊化結構設計，建立氣密度溫度檢測、開關機械特性檢測模塊框圖，針對倍頻、辨向等問題提出解決策略，并且選

3、擇各傳感器類型。其次針對系統(tǒng)與二次設備數(shù)字接口、系統(tǒng)電磁兼容等問題，解決外圍問題整體結構設計。通過對IEC61850的分析，討論標準化接口的結構和模型，歸納標準化接口的設計方法。在電磁兼容方面，對GIS工作環(huán)境下的電磁干擾特點和傳播途徑進行分析，在硬件和軟件方面采取抑制電磁干擾的措施。 采用羅氏線圈作為電流傳感元件。論文重點分析GIS相鄰母線的電磁干擾現(xiàn)象，提出羅氏線圈設計的注意事項，并且利用ANSYS有限元的分析方法對其內電場

4、進行仿真研究，結果驗證傳感器絕緣結構設計尺寸以及安裝位置的合理性，符合工程要求。 研究并設計出一種具有結構新穎簡單、適合GIS結構特點的同軸電容作為電壓傳感器。論文分析了同軸電容電壓傳感器的基本原理，其中包括等效電路和相量圖，以及穩(wěn)態(tài)特性和暫態(tài)特性，重點研究一次短路和俘獲電荷現(xiàn)象等暫態(tài)問題。在理論分析的基礎上，討論影響同軸電容電壓傳感器測量誤差的各種因素，提出了補償算法和設計原則。研制出樣機，并對樣機進行試驗，結果說明以同軸電容

5、為傳感器的電壓互感器與傳統(tǒng)電壓互感器相比，線性度高，測量范圍廣，經(jīng)過努力精度可以達到 0.2 級。 以設計GIS智能檢測系統(tǒng)中的信號測量傳輸系統(tǒng)為目標，完成系統(tǒng)總體硬件電路設計以及相應的軟件編程，調試和試驗，提出并實現(xiàn)了合并單元與電子式互感器接口的多路信NN步采樣分時傳輸方法。利用DSP高速數(shù)據(jù)處理與FPGA高速、靈活的邏輯控制能力，解決DSP對數(shù)字輸出不能同步接收的問題，實現(xiàn)信號的同步采樣，且成本降低，結構更加簡單。