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基于DSP的断路器在线监测与诊断系统的设计与实现

曹国臣  
【摘要】: 近年来,随着我国电力事业的迅速发展,和电力自动化系统的突飞猛进,电气设备正朝着大型化、连续化、自动化和智能化的方向发展。人们对电力系统的安全性和可靠性的要求越来越高。其结果是,一旦发生故障即使只引起生产设备极其短暂的停止工作,也会造成巨大的损失。断路器是电力系统中最重要的控制与保护设备,在电网中的作用至关重要,其故障带来的后果是十分严重的。然而电力系统中,断路器尤其是高压断路器又是数量多、检修量大、费用高的设备。目前实行的定期检修制度盲目性大,且容易引入新的故障隐患,降低设备的可靠性。为确保电气设备的安全运行,必须加强设备的管理和维修。因此,对高压断路器状态实行在线监测,为设备的检修提供依据是高压断路器监测和诊断技术的发展方向。 高压断路器在线监测,是指对运行的高压断路器的状态量进行不间断的实时监测,将采集到的信号量进行加工处理,使之成为有用的信息,通过信号识别来判断出高压断路器故障和异常部位、原因和程度,预测高压断路器故障或异常可能发展的速度和后果,定出维修计划和项目。 本文的主要工作及取得的成果如下: (1)在总结国内外高压断路器在线监测与诊断技术研究现状及发展趋势的基础上,结合当前嵌入式技术和传感技术的实际,提出了一种基于DSP的高压断路器在线监测与诊断系统的设计方案。 (2)系统阐述了高压断路器在线监测的主要原理,并对主要参数进行了标定。 (3)在对高压断路器在线监测与诊断系统进行功能规划的基础上,给出了下位机监测系统的总体设计,阐述了该系统各功能模块的软、硬件的设计方案和实现过程。特别是针对目前国内石墨喷口断路器的特点,详细阐述了其设计的主要原理,设计并实现了石墨喷口测量单元。 (4)设计并实现了上位机高压断路器在线监测与诊断系统CBTM-2000,给出了系统的主要工作流程和实现过程。 (5)经现场调试,系统运行良好。


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