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由于SF6电流互感器结构简单,维护方便等诸多特点,被广泛用于电力系统中。互感器绝缘故障是影响互感器性能的主要因素。为了及时、准确的评估SF6电流互感器性能,本文开展了SF6电流互感器绝缘状况在线监测技术的研究。 基于对国内外 SF6电气设备监测技术的广泛研究,本文分析了影响 SF6电流互感器绝缘和灭弧性能的因素,总结了主绝缘的故障机理,论述了对充气式电流互感器中的SF6气体的纯度和故障分解产物 SO2的含量进行在线监测的重要意义。通过分析比较现有监测方法,确定采用红外传感技术和电化学传感器技术,实现对 SF6纯度和SO2含量的实时监测,为 SF6电流互感器的故障诊断系统提供了技术支持。 结合 SF6电流互感器的绝缘评估系统的实际需求,设计了一套用于监测 SF6电流互感器绝缘状况的在线监测系统,包括变送器单元和后台机。变送器单元主要实现信号采集和分析,同时上传实时数据至后台机。后台机主要完成远程管理与控制、数据存储、实时显示和生成分析报告等功能。 在变送器单元研制中,首先设计了独特的气路结构,在保证气路密封性和传感器正常工作的前提下,克服了电化学传感器在绝氧环境中使用的瓶颈,同时使检测完的样气流回电流互感器中,避免了污染环境。在对以单片机 MC129S128为核心的硬件电路进行设计时,主要针对 SO2电化学传感器的老化问题、交叉干扰和微弱信号检测问题,充分借鉴现有电路设计技巧和实际经验,设计出了合适的恒电位、老化调零和程控放大电路。此外,分别从硬件和软件两个方面对控制模块、数据采集模块、数码显示模块、RS-485通讯模块和报警模块的设计进行了相关阐述。 在后台机设计中,重点研究了数据分析技术、数据库存储技术、多线程串口通讯以及用户界面设计等。针对数据分析环节,提出了限幅滤波技术,消除了随机性干扰信号的影响,识别实时监测量的有效波峰和波谷,从而更精确的计算出 SF6气体和SO2含量的变化速率,为绝缘评估进一步提供判断依据。 为了提高系统运行稳定性,研制过程中采用了一系列的抗干扰措施,通过进行气路部分密封性测试、电路的调试和软件的联调,在完成了传感器的标定后,进行了系统测试。测试结果验证了所设计的绝缘在线系统具有可行性和良好的稳定性,对实现整个变电设备的状态评估具有重要的意义。