10kV配电网过电压在线监测装置的研制及其应用
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摘要
过电压在线监测是在线监测技术领域的一个新分支，主要是对电力系统中出现的过电压进行监测。10kV配电网系统承担着直接向用户供电的任务，具有分布广、设备多、绝缘水平低的特点，易因过电压造成绝缘事故。配电网系统的过电压出现频繁，危害大，尤其在中性点不接地系统中。由于过电压造成的经济损失特别大，而且由于恢复困难，停电时间特别长。因此10kV配电系统的过电压在线监测技术越来越受到人们的重视。
通常的过电压监测装置只能监测一些内过电压，而本装置设计目的是能够同时监测雷电过电压和内过电压。本文结合10kV配电系统的过电压特点，提出了10kV配电网过电压的在线监测装置的基本原理，并研制成功了实用的在线监测装置。该装置包括分压器、同轴电缆、触发电路、信号处理、数据采集、控制和分析软件。当装置在线运行时，系统中出现的过电压信号通过分压器传递到同轴电缆，通过触发电路判断，如果大于预先设定的值则启动采集卡的同时采样，采样结束后，计算机把数据存盘并以文件格式保存，管理人员随时通过调用专用软件调取文件进行各种参数分析。
研制的装置通过各种对比测试，结果表明该装置性能良好，达到了设计的要求，通过现场实际采集的数据说明，该装置可以应用于工程实践中。本装置的研制成功对提高配电网的安全性具有重要的科学意义和良好的应用前景。
Overvoltage on-line monitoring is a part of on-line monitoring technology,which is for monitoring overvoltage in power system.With development of electric network,more and more people realize effect of overvoltage for safety of electric network is important.Becauce 10kV distribution network is used to supply power for user directly, its distribution is extensive, equipment is more and electric insulation level is low,it is easy that overvoltage accident occur. Overvoltage occur frequently and causes great damage in lOkV distribution network,especially in the system whose neutral-point doesn't earth. Because some overvoltage result in great economic loss ,system resume difficultly and long time power cut,overvoltage on-line monitoring is very necessary for operation in lOkV distribution network.
Familiar on-line monitoring device for overvoltage just monitor inner overvoltage,but the device introduced in the paper can monitor lighting impulse overvoltage and inner overvoltage in lOkV distribution system.With the characteristics of overvoltage in the lOkV distribution network,the principle of on-line device for overvoltage monitoring is introduced.Divider,coaxial line,trigger,signal processing,data acquisition, acquisition control and waveform analysis software is included in the device.When the device operate in the system ,overvoltage is transferred to coaxial line by divider.If the. overvoltage amplitude is higher than initialization value,data acqusition card start sampling.When sampling is over,computer save data to file. Engineer can analyse parameter of waveform by appropriative software reading data from file.
In the trial measurement,the device shows good performance.simulant trial and actual result indicate that method in the paper acquire approving effect,and the device can be used in the lOkV distribution network.
通常的过电压监测装置只能监测一些内过电压，而本装置设计目的是能够同时监测雷电过电压和内过电压。本文结合10kV配电系统的过电压特点，提出了10kV配电网过电压的在线监测装置的基本原理，并研制成功了实用的在线监测装置。该装置包括分压器、同轴电缆、触发电路、信号处理、数据采集、控制和分析软件。当装置在线运行时，系统中出现的过电压信号通过分压器传递到同轴电缆，通过触发电路判断，如果大于预先设定的值则启动采集卡的同时采样，采样结束后，计算机把数据存盘并以文件格式保存，管理人员随时通过调用专用软件调取文件进行各种参数分析。
研制的装置通过各种对比测试，结果表明该装置性能良好，达到了设计的要求，通过现场实际采集的数据说明，该装置可以应用于工程实践中。本装置的研制成功对提高配电网的安全性具有重要的科学意义和良好的应用前景。
Overvoltage on-line monitoring is a part of on-line monitoring technology,which is for monitoring overvoltage in power system.With development of electric network,more and more people realize effect of overvoltage for safety of electric network is important.Becauce 10kV distribution network is used to supply power for user directly, its distribution is extensive, equipment is more and electric insulation level is low,it is easy that overvoltage accident occur. Overvoltage occur frequently and causes great damage in lOkV distribution network,especially in the system whose neutral-point doesn't earth. Because some overvoltage result in great economic loss ,system resume difficultly and long time power cut,overvoltage on-line monitoring is very necessary for operation in lOkV distribution network.
Familiar on-line monitoring device for overvoltage just monitor inner overvoltage,but the device introduced in the paper can monitor lighting impulse overvoltage and inner overvoltage in lOkV distribution system.With the characteristics of overvoltage in the lOkV distribution network,the principle of on-line device for overvoltage monitoring is introduced.Divider,coaxial line,trigger,signal processing,data acquisition, acquisition control and waveform analysis software is included in the device.When the device operate in the system ,overvoltage is transferred to coaxial line by divider.If the. overvoltage amplitude is higher than initialization value,data acqusition card start sampling.When sampling is over,computer save data to file. Engineer can analyse parameter of waveform by appropriative software reading data from file.
In the trial measurement,the device shows good performance.simulant trial and actual result indicate that method in the paper acquire approving effect,and the device can be used in the lOkV distribution network.
引文
[1] 重庆大学、南京工学院 《高电压技术》，电力工业出版社，1982．11。
[2] 张仁豫、陈昌渔、王昌长、陈秉中编著的《高电压试验技术》。
[3] 《电机工程手册》 机械工业出版社，1977。
[4] 吴维韩、张芳可榴等 《电力系统过电压的数值计算》 科学出版社1988。
[5] 解广润主编 《电力系统过电压》 水利电力出版社，1985．6。
[6] 陈维贤 《内部过电压基础》 电力工业出版社，1981．12。
[7] 孙成广、李广泽主遍《配电网实用技术》 水利电力出版社，1998．2。
[8] 严璋 《电气绝缘在线监测技术》 水利电力出版社，1995。
[9] 唐矩等著 《微机数字化测量技术》 重庆大学出版社，1995。
[10] 林君 《C语言接口与数字信号处理技术》 海洋出版社，1993．4。
[11] 毛楠、孙瑛 《电子电路抗干扰实用技术》 国防工业出版社，1996．1。
[12] 康华光 《电子技术基础模拟部分》 华中工学院电子学教研室，1988．5。
[13] 康华光 《电子技术基础数字部分》 华中二正学院电子学教研室，1988．5。
[14] 程开明、唐治德 《模拟电子技术》 重庆大学出版社，1995．4。
[15] 钱能 《C++程序设计教程》 清华大学出版社，1996．6。
[16] 郑阿奇 《VB实用教程》 电子工业出版社，1997．5。
[17] 许允之 高压测试过程的自动化 华北电力大学学报，1996．3。
[18] 唐翔等电网过电压微机自动化监测 华北电力大学学报，1997．10。
[19] 谢良聘、朱德恒等FFT频域分析算法抑制窄带干扰的研究 高电压工程，2000．9。
[20] 赵刚等 冲击电压自动化测量系统高电压工程，1998．9。
[21] 杨安亮、刘风然等用VB开发的虚拟测试仪，微计算机信息，1999年第2期。
[22] 戚庆成 高电压测试技术的发展动向，中国电机工程学会1998年学术年会论文集。
[23] 蔡光显等电力系统过电压在线监测装置电网技术，1995．1。
[24] 秦松林等高精度数字化冲击电压的测量高电压技术，1998年，22卷2期。
[25] 吴文松、张宏英等，单次冲市电压的测量电子测量与仪器学报，1998．5。
[26] 白峰、肖登明小波变换在冲击测量技术中的应用高电压技术，2001．2。
[27] Mallat S and Zhong S. characterization of signals from multi-scale edges. IEEETrans Pattern Anal and Math intel,1992,38:617。
[28] IEC60-1.High-voltage test techniques Partl: General definitions and test requirements. 1989。
[29] Mc Comb T R, Lagnese JE.Calculating the parameters of full-lightning impulses using model-based curve-fit-ting. IEEE Trans PD,1991,6(4):1386。
[30] Li Y M,Kuffel, Janischewskyi W. Exponential fitting algorithms for digitally recorded HV impulse parameter evaluation. IEEE Trans PD,1993,8(4):1727。
[31] Perez J, Martinez J.Digitally recorded lightning impulse with overshoot parameter evaluation by using the kalman filtering method. IEEE Trans PD, 1998,13。
[32] Lepoldo Angrisani,Pasquake Daponte,custtodio Diasand A. Almeida do Vale, Advanced processing techniques of high-voltage impulse test signals. IEEE TransI & M, 1998,47(2):439。
[33] Leopoldo Angrisani and Pasquake Daponte. Aproposalfort automatic evaluation of the mean curve required by the ANSI/IEEE Std4-1978. IEEE Trans I & M, 1998,47(5): 1180。
[34] IEC 1083-2.Digital recorders for measurements in high-voltage impulse test-Part2:Evaluation of software used for the determination of the parameters of impulsewaveforms. 1996。
[35] Zhengkao Zhang and M. R. Raghuveer, On-line Insulation Condition Monitoring Technique for High Voltage Apparatus, 10th ISH'97。
[36] R. Malewski et. al. Insulation diagnostic system for HV power transformer in service. CIGRE,1986 Session, No. 12-01。
[37] John S. Johnson et. al. Detection of slot discharge in high-voltage stator windings during operation. ALEE. Trans. Part Ⅱ,1991.7(4):9～19。
[38] 李健生等电网的消弧和过电压抑制研究．华中电力，1993．6(6)。
[39] 徐浩强等10kV城市配电网中性点接地方式的研讨 高电压技术，1993．19(2)。
[40] 程建翼鄂州供电局运行的Z-L型消弧限压装置效果显著．华中电力，1994．7(2)。
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