永昌电厂金属氧化物避雷器绝缘在线监测系统的应用研究
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摘要
本文对MOA绝缘在线监测的原理和主要误差来源进行了理论分析，提出了永昌电厂MOA绝缘在线监测的实施方案，完成了设备选型设计、安装、调试和运行分析工作。
研究了金属氧化物避雷器绝缘在线监测的各类方法，选用了适用工程实际的常规补偿法。针对相间耦合干扰，运用部分电容法计算出不同电压等级下相间干扰电流，用来减小相间干扰的目的；针对电网电压谐波的影响，采用多元补偿的新方法，有效地消除电网谐波所带来的容性谐波分量，使阻性电流的测量更加准确。
在原理和误差分析的基础上，合理设计选择了各类信号传感器，前置信号处理电路，以单片机为核心的信号采集系统，多机通讯网络，工业控制机中心处理系统及与MIS系统相联机的总体技术实施方案，结合工程实施，探讨了设备安装、调试、抗干扰措施及故障诊断，使MOA绝缘监测系统安全、可靠、稳定运行。
经过系统调试，运行数据分析表明，本文设计应用的MOA绝缘在线监测系统对永昌电厂110kV升压站MOA运行工况的在线监测和故障诊断方法有效，性能稳定，功能完备实用，其灵敏性和精度高。
This paper analyzed the principles and major error sources of on-line MA insulation
monitoring, presented implement solutions for Yongchang power plant, accomplished type
choosing, installation, testing and operation analysis.
Various methods of on-line MOA insulation monitoring were researched, among which
Conventional Compensation Method was selected for engineering. Considering coupled
disturbances between phases, Partial Capacitance Method is used to compute disturbing current
under different voltage level. For influence of voltage harmonic, Multi pie Element
Compensation Method, which can efficiently eliminate the capacitive harmonic components by
harmonic in electrical network, made measurement of resistive current more accurate.
Based on analysis of principles and errors, the paper set up systems including signal
sensors, pre-placed signal processing circuit, single chip centered signal collecting system,
multi-path communication network, industry controlling computer centered processing system
and general implement scheme connected with MIS system. Combing with engineering
implement, studied device installation, testing, disturbance rejecting measures and faults
recognition that devote on the system operating safely, reliably and stably.
System testing and operating data analysis showed that MOA insulation on-line
monitoring system designed in this paper is with high efficiency, stable performance, complete
functions, high sensitivity and accuracy.
研究了金属氧化物避雷器绝缘在线监测的各类方法，选用了适用工程实际的常规补偿法。针对相间耦合干扰，运用部分电容法计算出不同电压等级下相间干扰电流，用来减小相间干扰的目的；针对电网电压谐波的影响，采用多元补偿的新方法，有效地消除电网谐波所带来的容性谐波分量，使阻性电流的测量更加准确。
在原理和误差分析的基础上，合理设计选择了各类信号传感器，前置信号处理电路，以单片机为核心的信号采集系统，多机通讯网络，工业控制机中心处理系统及与MIS系统相联机的总体技术实施方案，结合工程实施，探讨了设备安装、调试、抗干扰措施及故障诊断，使MOA绝缘监测系统安全、可靠、稳定运行。
经过系统调试，运行数据分析表明，本文设计应用的MOA绝缘在线监测系统对永昌电厂110kV升压站MOA运行工况的在线监测和故障诊断方法有效，性能稳定，功能完备实用，其灵敏性和精度高。
This paper analyzed the principles and major error sources of on-line MA insulation
monitoring, presented implement solutions for Yongchang power plant, accomplished type
choosing, installation, testing and operation analysis.
Various methods of on-line MOA insulation monitoring were researched, among which
Conventional Compensation Method was selected for engineering. Considering coupled
disturbances between phases, Partial Capacitance Method is used to compute disturbing current
under different voltage level. For influence of voltage harmonic, Multi pie Element
Compensation Method, which can efficiently eliminate the capacitive harmonic components by
harmonic in electrical network, made measurement of resistive current more accurate.
Based on analysis of principles and errors, the paper set up systems including signal
sensors, pre-placed signal processing circuit, single chip centered signal collecting system,
multi-path communication network, industry controlling computer centered processing system
and general implement scheme connected with MIS system. Combing with engineering
implement, studied device installation, testing, disturbance rejecting measures and faults
recognition that devote on the system operating safely, reliably and stably.
System testing and operating data analysis showed that MOA insulation on-line
monitoring system designed in this paper is with high efficiency, stable performance, complete
functions, high sensitivity and accuracy.
引文
[1] 黄晞，电力技术发展史简编，北京：水利电力出版社．1986
[2] 中国电力百科全书，输电与配电卷，中国电力出版社
[3] 王昌长、李福祺 编著，电力设备的在线监测与故障诊断，清华大学电机工程与应用电子技术系自编教材，1996．5
[4] 电力部，电力设备预防性试验规程，中国电力出版社，1997．4
[5] 朱德恒、严璋 主编，高电压绝缘，清华大学出版社，1992年
[6] 电力部电力科学研究院，1984--1986年110千伏及以上等级变压器事故统计分析，1987．7
[7] 电力部电力科学研究院，1990年全国110千伏及以上电压等级变压器类设备事故统计分析，1991．10
[8] 刘跃南，邱昌容，电气绝缘测试技术，机械工业出版社，1989．8
[9] 严璋编，电气绝缘在线检测技术，水利电力出版社，1995．11
[10] 王忠毅，电容型设备介质损耗与MOA阻性电流在线监测原理及系统的研究，重庆大学硕士学位论文1999，5
[11] 唐炬、孙才新等，电气设备绝缘在线监测技术报告，重庆大学，1996
[12] 李华主编，MCS-51系列单片机实用接口技术，北京航空航天大学出版社，1993
[13] 张毅刚等编，MCS-51单片机应用设计，哈尔滨工业大学出版社，1992
[14] 张金玉 编，金属氧化物避雷器，重庆大学电气工程系高电压技术教研室，1993
[15] 李驰编，PROTEL印制板设计软件使用手册，南京大学出版社，1994
[16] AT89系列单片机
[17] 张基温 编著，C++程序设计基础，高等教育出版社，1996
[18] 徐士良 主编，C常用算法程序集，清华大学出版社，1996
[19] 冯慈璋 主编，电磁场，高等教育出版社 1993
[20] 上海市电子电器技术协会 编，常用高低压电器手册，上海科学技术出版社 1992
[21] 电气工程师手册，机械工业出版社，1986
[22] 王玉川，微电流传感器即MOA阻性电流在线智能化监测的研究，重庆大学硕士论文，1995
[23] 贾逸梅，在线监测氧化锌避雷器泄漏电流的方法，高电压技术，NO．3，1991
[24] 孙才新、唐炬，氧化锌避雷器阻性电流的数字化测量，仪器仪表学报，NO．3，1995
[25] 常越、钱加骊，几种检测氧化锌避雷器阻性泄漏电流方法的分析，电瓷避雷器，NO．4 1992
[26] 常越、钱加骊，LCD-4仪器检测三相氧化锌避雷器阻性电流的分析，高电压技术，NO．4 1995
[29] 常越、钱加骊，判断氧化锌避雷器运行状况方法的研究，高电压技术，NO．4，1995
[30] 肖文明，氧化锌避雷器的测试探讨，高电压技术，NO．3 1998
[31]王洪新、贺景亮，氧化锌避雷器在线监测中相间干扰的分析研究，高电压技术，NO．2 1997
[32]王泽文等，MOA在线监测中相间干扰的理论分析，电瓷避雷器，NO．2，1998
[33]常越、钱加骊，氧化锌避雷器非均匀受潮及老化的监测研究，电瓷避雷器，NO．6，1993
[34]钱加骊、常越，一种氧化锌阀片交流小电流等值电路及应用，电瓷避雷器，NO．3 1994
[35]郑劲、彭晓莺，MOA带电测试的误差分析及检测效果高电压技术，NO．4 1995
[36]曾东松，安装高度对ZnO避雷器电位分布的影响，电瓷避雷器，NO．5，1993
[37]New Method for Measument of the Resistive Leakage Currents of Metal-Oxide Surge Arresters in Service J.Lundquist etc, IEEE Transactions on Power Delivery, VOL.5 NO.4 November 1990
[38]A Technique for On-Line Monitoring of ZnO Surge Arresters, C.A. Spellman and A.Haddad, ISH 97
[39]Influence of Capacitive Coupling on On-line Diagnosis of 3-Phase Metal Oxide Arrester, W.G.Chen etc., IEEE Transactions on Power Delivery, VOL.6 NO.2 November 1995
[40]郭洁等，高压氧化锌避雷器运行情况分析，电瓷避雷器，1994(2)
[41]华中电力试验研究所葛洲坝电厂，500kV日立氧化锌避雷器事故分析及反事故措施研究，1994．11
[42]周龙、文远芳，MOA在线监测与诊断技术的方法分析，电瓷避雷器，1996(2)：45-47
[43]陈鹏云、贺景亮等，绝缘介质损耗因数在线监测的研究，高电压技术，1994，20(4)
[44]贾逸梅、栗福珩，在线监测氧化锌避雷器泄漏电流的方法，高电压技术，1991，3
[45]唐炬、孙才新等，氧化锌避雷器的一种在线测试仪的研制，重庆大学学报，Vol．17，No．6,1994．11
[46]关根志，贺景亮等，氧化锌避雷器泄漏电流在线监测的试验研究，高压电器，1992．3
[47]C.A. Spellman and A.Haddad, A Technique for On-Line Monitoring of ZnO Surge Arresters, 10th ISH'97
[48]陶德元、黄本淑 编著，数字信号处理原理及应用，四川大学出版社，1991
[49]周龙、陈继东等，金属氧化锌避雷器的检测与诊断技术中的信号处理方法分析，电瓷避雷器，1997(4)
[50]G. C. Stone. Practical techniques for measuring partial discharge in operating equipment. IEEE Electrical Insulation Magazine, 1991.7(4):9～19
[51]R.Malewski et al. Insulation diagnostic system for HV power transformer in service. CIGRE, 1986 Session, NO. 12-01
[52]H.Kawada et. al. Partial discharge automatica monitor for oil-filled power transformer. IEEE, Trans. 1984, Vol PAS-103(2):422～482
[53]Zhengkao Zhang and M. R. Raghuveer, On-line Insulation Monitoring Technique for High
Voltage Apparatus, 10th ISH'97
[54] John S. Johnson et al. Detection of slot discharge in high-voltage stator windings during operation. AIEE. Trans. Part II, 1991． 7(4) : 9~ 19
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[58] Y. Tanaka et. al Development of diagnostic instrument by acetylene and hydrogen gas detector for oil-filled equipment. Research report. Nissin Electric Co., Ltd., Japan 1993．
[59] H. Tsukioka, K. Sugawara, Apparatus for continuously monitoring hydrogen gas dissolved in transformer oil, IEEE. Trans. EI, 1981,16(6) ; 502-509．
[60] H. Tsukioda, K. Sugawara. New Apparatus for detecting transformer faults. IEEE Trans. On EI,1986,21(2) :221-229．
[61] K. Feser et. al. On-line diagnostic system for monitoring the thermal behavior of transformers CIGRE Symposium Berlin 1993 No. 110-08．
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[52]H.Kawada et. al. Partial discharge automatica monitor for oil-filled power transformer. IEEE, Trans. 1984, Vol PAS-103(2):422～482
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Voltage Apparatus, 10th ISH'97
[54] John S. Johnson et al. Detection of slot discharge in high-voltage stator windings during operation. AIEE. Trans. Part II, 1991． 7(4) : 9~ 19
[55] Allan D et al.New techniques for monitoring the insulation quality f in-service HV apparatus. IEEE Trans.EI, 1993, 27 (3) : 578
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