图6-2 多下位机同步采样原理图
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2.3 软件设计
建 立 先 进 的 数 据 库 管 理 系 统 动 态 前 景 显 示 设 备 状 态 采 用 调 度 自 动 化 SCADA 界 面
3-1 图形系统操作界面
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设备状况
检测标准
冷状态
试验规程
热状态
尚无
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1.2 研究现状
电容型设备绝缘在线测量方法研究
介质损耗因数（tanδ）计算方法研究
电容型设备绝缘状况诊断方法
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定期维修 （TBM）
实现状态维修的前提条件是在线监测技术的应用，在线监测量会受到 环境因素的影响，研究其影响情况并进行合理修正是在线监测与诊断技术 实用化的基础。
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1.1 背景与意义
停电检测与带电检测条件对比
停电检测 环境要求 检测电压 现场干扰 温度15~25 º C ，湿度 小于65％ 10kV 带电设备 带电检测 全天候 运行电压 邻相设备、其它带电设 备、操作
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2.2 硬件设计
10
1
5
¹ /V ç Ñ µ
2
0 1 -5 16 31 46 61
本系统共设计了两种接口:
穿心式电流互感器 分压电容
-10
曲线1为SU测量电压波形，曲线2为母线电压波形
监测系统采样的波形
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2.3 软件设计
电容型设备绝缘在线监测系统软件处理
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2.3 软件设计
（1）数据查询
查询方便、灵活，可选择鼠标点击监测设备、主菜单查询或右键菜 单方式，查询设备的今日记录、历史记录和试验记录。可方便的对记录 内容进行分析与打印。
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2.3 软件设计
上级监测中心
信息查询 系统
信息查询
局域网 /拨号
总线
图形系统
监测画面
设备信息 记录
初始化参数
硬件采集系统
监测系统
计算分析
数据采集
绝缘在线监测系统软件设计框图 华北电力大学 电力工程系 高压研究所——变电站设备绝缘在线监测与故障诊断系统
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二、电容型设备绝缘在线监测与故障 诊断系统简介
系统结构 硬件设计 软件设计
现场应用情况
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2.1 系统结构
远程维护 Modem Internet/ Intranet
限流电阻投
/切
键盘
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限流电路
i(t)
等效阻抗Z
AC
回路感应 电动势
保 护 元 件
支 路 1
R1
支 路 2
R2
支 路 3
R3
支 路 4
支 路 5
J1 J2 J3 J4
R4
铁芯内部等效电路
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④ 采用 B/S 模式实现远程监 控
⑤ 就地完成模拟信号的数字 化处理
IPU TAn
SU
TV
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2.1 系统结构
电容型设备绝缘在线监测系统现场设计 华北电力大学 电力工程系 高压研究所——变电站设备绝缘在线监测与故障诊断系统
2.2 硬件设计
均方 差
8.29× 10－7 9.24× 10－7
最大 偏差
0.03 0.03 0.02 0.02 0.02 0.02
预试 值
0.45 0.47 0.43 0.33 0.33 0.34
1 ＃
B相
C相 A相
2.11× 10－3
1.52× 10－3 1.41× 10－3 1.36× 10－3
7.98× 10－7
1.2 研究现状
电容型设备绝缘在线测量方法研究
（1）绝对测量方法。 （2）相对测量方法。
电流传感器
电流传感器
检测装置
（3）两者结合。
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1.2 研究现状
介质损耗因数（tanδ）计算方法研究
（1）过零比较法 。该方法通过检测电流、电压信号过零点的时间差计算介
方法首先提取电压电流基波信号，然后比较其相角。
总之，对于tanδ的数值计算方法，现有文献研究较多，取得了不错的计算 精度，基本满足了工程计算的要求。
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1.2 研究现状
绝缘状况诊断方法
（1）从当前测量值的纵比（主要指历史比较）、横比（主要指相间
同类设备）来判断 设备状态。
（2）根据系统正常状态下的数据建立相应的自回归滑动模型，将测
量数据与模型计算数据的残差作为故障的征兆 。
（3）末屏全电流的幅值与相位变化进行诊断的方法。
（4）基于介损在线监测数据规律性挖掘方法的诊断方法。
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应用背景

变压器铁芯多点接地是一种常见的故障，统计资料表 明，铁芯多点接地在变压器总事故中占第3位。产生的主 要原因有：现场装配及施工中不慎遗落金属异物，造成 多点接地或铁轭与夹件短路，芯柱与夹件相碰；运行时 间长，各种导电杂物堆积而造成铁芯多点短路等等。及 时准确地诊断与处理变压器铁芯多点接地故障，对保证 变压器的安全运行具有重要意义。华北电力大学高电压 与绝缘技术研究所在此方面进行了深入的基础研究，开 发研制的变压器铁芯接地电流在线监测仪与现场便携式 故障处理装置，已在河北、山东电网的厂站实际应用， 运行效果良好。
变 压 器
限流电阻网络
PXI工控机
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基本原理
信号隔离 程控放大 、 滤波 远程通信模块
铁芯电流 、 限 流电阻两端电 压输入
A / D 转换
RS 232 接口
FLASH 存储器
开关量输入
单片机
实时时钟
开关量输出
LCD 、 LED 显示
变电站设备绝缘在线监测系统 组成及案例
华北电力大学 王永强
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主要内容
1. 电气设备状态维修的必要性及在线监测的应用情况
2. 电容型设备绝缘在线监测与故障诊断系统简介
3. 变压器铁芯接地电流在线监测与故障限流报警系统
变电站设备绝缘在线监测与故障诊断系统
远程监测
系统结构特点
① 系统根据功能的需要划分 了层次
远程监测
信息层
防火墙/代理服务器 Web服务器 Ethernet 数据服务器
② 只需一对通信总线就能进 行数据传输与控制
③ 采用RS485总线方式实现 分布式采样
控制层 监测层
温湿度
SU
监测主机
IPU TA1
SU
485现场总线 IPU IPU
SU
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系统的测量精度如下： 泄漏电流：±1.0% 等值电容：±1.0% tanδ ：±0.1% （绝对误差）
系统电压：±0.5%
温 湿 度：±1.0℃ （绝对误差） 度：±3.0% （绝对误差）
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基本原理
CT
铁芯电流 在线监测 系统
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基本原理
铁芯接地线 铁芯引出线套管
变压器铁芯
信号预处理 、采 集、存储、显示 电流传感器 和控制电路
监 控 装 置 本 体 RS 232接口
2.4 现场应用状况
两台主变套管在线监测数据分析
变 压 器 相 别
A相
末屏接地电流/mA
均 值
4.06 4.07 4.07 7.10 7.12 7.11
等效电容值/pF
均值
191.7 193.5 190.3 333.2 331.9 335.4
tanδ/%
预试 值
189 191 192 335 332 336
电力工程系
一、电气设备状态维修的必要性及在线监测的应用情况
背景与意义 研究现状 存在问题
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1.1 背景与意义
事后维修 （FBM）
二战后
七十年代后
以可靠性为中心，辅之预 防性试验的维修方式。维修 的时间间隔是根据设备的历 史监测信息，分析其趋势加 以预测诊断确定的。 状态维修 （CBM）