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对电网过电压进行在线监测，实时获取电网过电压波形及其特征参数，在分析电网事故原因、改进电网绝缘配合等方面具有十分重要指导作用。现有的过电压在线监测系统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局限性限制了其在更高电压等级电网下的应用;目前监测系统多采用集中式监控结构，过电压高频模拟信号经同轴电缆长距离传输，信号会衰减和畸变，抗干扰性差。针对这些问题，本文对过电压在线监测系统的关键技术进行了深入研究，研制了一套适用于多电压等级的变电站分布式过电压在线监测系统。
本文所研究过电压在线监测系统采用分布式结构，主要由过电压信号获取单元、嵌入式过电压在线监测装置以及后台监控主机三部分组成:其中35kV及以下电压等级过电压获取采用低阻尼阻容分压器，110kV采用套管末屏电压传感器;嵌入式监控装置处于现场电压传感器附近，就地进行过电压数据高速实时采样，提高了系统的抗干扰性;监控装置与后台主机采用光纤通信，通信速度快，通信稳定。
本文详细介绍了3个电压等级电压传感器的结构、基本原理、影响测量结果的相关因素和适用于内部过电压测量传感器的实现方法。嵌入式监控装置硬件采用模块化设计，主要包括模拟前置通道、采集模块和监控模块三部分，采集模块采用CPLD作为控制芯片，实现过电压信号高速采样，监控模块采用高性能的ARM处理器，外扩了CF卡存储电路、以太网通信接口、实时时钟等功能电路，实现数据存盘和网络传输，文章详细介绍了各功能模块的组成结构和实现原理。
本论文对设计完成的变电站分布式过电压在线监测系统进行了调试和校正，同时根据过电压波形数据，结合现场实际运行情况以及值班室记录，分析了系统捕获的典型雷电过电压、操作过电压、暂时过电压以及混合过电压的波形特点，可为今后过电压的科研教学、输电线路防雷、变电站过电压防护、电力系统规划和设计提供参考样本。