基于DSP的变压器局部放电在线监测系统

电力系统及其自动化学报基于的变压器局部放电在线监测系统张广春，魏晓惠，佟来生，童晓阳，吴广宁西南交通大学电气工程学院，成都610031与否直接影响电网的安全稳定运行。变压器的局部放电信号是判断其工作状态的重要参数。本文介绍了种基于。只处理器的变压器局部放电在线监测系统实现对变压器绝缘状态的监测。该系统充分利用其强大而高速的数据处理能力对采集的局部放电数据进行快速复杂的运算。

1引言近年来，随着电网容量电压等级的提，以及电力改革的推进，供电部门不仅要确保供电可靠性，还要保证供电质量。变压器作为电力系统中不可或缺的重要设备，它的正常工作与否直接影响电网的安全稳定运行。因此，确保变压器的可靠运行具有重要的现实意义。我国，1以上的大型变压器在近年来多次发生的绝缘事故，大都与其局部放电有关。因此对局部放电进行有效的监测可以有效地判断变压器的运行状态。

我阳变压器状态检修工作期以来直执这种制度在，时及以后的儿十年对我国电力设备方法不能监测变乐器的实际运1怙况，也不可能准确反映变乐器的绝缘状况及其发，趋势。所以，传统的预防性试验己不能满足实际需要，而实时有效的绝缘在线监测技术得到了广泛的研究和应用12，3.在此基础上开展电力变压器的状态检修制度，经过不断完善和改进后更能体现该修必修，修必修好的指导思想。

变压器局部放电在线监测系统监测运行状态下的变压器的绝缘状态信息，能及时反映出变压器合设谷的力上和现状，考6同类设备的运行情况，应用系统工程的方法进行综合分析判断，从而查明设备内部状况，掌握缺陷性质预测隐患发展趋势，并提出预防措施和治理对策。

测系统的检测原刑整体站构及硬件构成。

系统的检测原理电力变压器的局部放电会产生电脉冲电磁辐射超声波光，并引起局部过热。油中放电还将分解出气体，产生能量损耗等。因此，对局部放电的检测相应地出现了脉冲电流测量超声波测量光测量化学测量超高频测量等方法。

本系统主要采用脉冲电流法。该方法通过检测阻抗接地线以及绕组中由于局放引起的脉冲电流，获得视在放电量。它是研，早应用广泛的种检测7法，也足国小上唯标准1瓦27压器绝缘在线监测中发挥了重要的作用。

3系统结构3.2基于03的底层数据采集系统该数据采集系统要负心在线采集货压器的局部放电信号，并提取局部放电的特征参数中9，代中为局放相位为放屯景为放屯吊，复率。03实时地以高采样率连续采集段时间的变压器部放电在线监测系统在结构上分为部分，分别为宽频带屯流传感器系统沾十，3处理器的数据采集系统以及位于主控室的局变压器局部放电信号，并计算出局放信号的电9以获得该段时间的中维放电指纹特征数据。03再将放电数据按照标准的通信协议传到放工作站即故障诊断系统。该在线监测系统的整局放工作站，供进步的诊断。同时，该系统也接收体结构1.

变器含电容前置放大传感器系统通汛总线局放工作站工作站的遥，指令，并执行相应的操作。

系统上电后，3首先完成自身的初始化，包括配置，1±，设置数据识指针断和1投化，包括清显以河，设置文本区形区和显不方式，建立汉字点阵等；然后启动人0等待中断；后进入循环数据采样处理显和串行通讯，完成实时采样数据处理液晶显和串行通讯等任务。

3.1传感器系统传感器系统负责获取局部放电信号，它的性能将直接影响监测和诊断的效果。由于电力设备处于高电压强电磁环境下，因此要求传感器要有足够换传送局部放电信号。

频电流传感器和宽频放大器组成。传感器坫于线圈原现，采磁耦合方式工作，闪此检测回路与高压回路之间无直接电联系，非常适用于现场监测。传感器安装在变压器高低压侧的中性点接地线处。

传感器具有如下性能在较宽的频带上具有平坦的幅频响应3带宽为102，20如切；响应速度快建立时间为仍数量级；灵敏度高可测量小局部放电脉冲的幅线性度好，输出失真小局部放电脉冲幅安全可靠安装在中性点零电位处，具有良好的固定屏蔽。

3.2.I数据采集系统地整体结构131处理器3206为核心，辅以外围1转换通讯屯平转换液品显电路梭块。实现局部放电信号的采集计算上传和显等功能。3.2.2系统主要模块320206数字信号处理器山于单片微处理器的处理能力限以及应长足的进步，器件价格大幅度下降，开发手段越来越丰富也越来越容易，而数字信号微处理器又具有比普通的单片微处理器强几个数量级的运算处理能力这些都为数字信号微处理器的普及和应用普通单片微处理器的主导地位己是必然的趋势。

320206是，13202系列中唯。具有厂内5存储器的器件，也是其中具多资源的器件之5.因此，丁肘3320206是取代普通单炒微处理器的佳选择之了32OF2O6Allft.USP，iHi4.5Xl6ftW速31；阶3216位的高速1381个16位定时器个导步串个同步串及个外部因此，本文研制的宽频电流传感器系统，不仅可以实现局部放电信号采集，而且具有较强的抗千扰州力可满足变压器局部放电，现场测的实中断。

信号预处理及人0转换传感器检测到的局部放电信号经光电隔离多际。=域咖刷咖叫以似进入信。处理电路。件由程控衰减心放大电路判别其幅值范围，并作转换，程控衰减放大电路的动态范围为40出；信号经衰减放大电路厂进入程控组合式滤波电路了满足观场测量的各种要求，设计了级滤波频段14出，500换器件采用高速14位人转换器，输入范围±5，的模拟电压。人0转换模块设有多种量程，采用中断输出方式，节省器件功耗。

7，245是高速低功耗414父18吓0存储器，读写周期为10叫具有独立的18位输入输出接口和读写时钟信号，可以实现同步读写操作。

前数据储的深度。其十爪，1和。，化为可编程空满状态位，可根据系统的，求对存储进行设定吓0的状态信息代了己采样的点数，当采样点数达到预期的数量时，相应的状态位置位，触发03的外部中断，中止测量过程，由5读取数据进行处理。

该液品显屏采用北京精电蓬远显技术有限公司生产的102864液晶显模块。MGLS12864江，内置2片，61202液晶显驱动器个，61203作为驭动器，可显641的点阵形，其主要特点为可以形字符及形和字符混合种方式进行显；具有64让的内部存储器。

485和旧232串1通计1接门。

485串口主要用于和上位局放工作站之间的汕讯，包括上传检测数据接收上位机传来的控制指令等等。1485驱动电路采用的是具有瞬变装置，从而显著地提了器件抗过电压瞬变的可靠性。过电压瞬变是指超过线路工作电压的非正常压脉冲，其宽度可以从几十毫秒至几毫秒。引起过压瞬变的来源通常是雷电静电放电和交流电故障。普通的只3485收发器很容易被过压瞬变损坏，如果要有效地加以保护，般需外接包括隔离变压器在内的保护器件。若使用5，758，84，可直接与传输线相接而不需要仟何外加保护元作，是种可靠**和简单的设计方案。

232串口在本系统中主要有两个作用。第用户可以采用便携式计算机在现场进行局部放电的测量，下载测量数据。第，用户也可以通过此串口下载可执行程序到206内部，人3232驱动电路选用232芯片。人，232功耗低集成度高片内集成电荷泵，只需外接+5电源，具有两个发送接收通道，接口电路简单可靠忭好。

3.3局部放电工作站局部放电工作站竖功能是通过在其1运打并以多种方式显中维放电指纹特征数据，在其上存储的局部放电历史测景数据可供工作人员及远程管理系统查询。正常运行时，系统可随，在线监测记录屯力变味器的状态，并利用诊断系统对设备的运1状态进分析判断。变压器出现异常该系统快速采集处即。故障数据，同时完成在线计算存储统计报警分析报数据远传等功能。

结论电在线监测系统的原理及其构成。局部放电信号的获取采用宽频带电流传感器，它具有足够的抗干扰，性，敏度和线性度。该系统以高性能的18320206十六位定点为核心，充分利叫1强人1.高速的数据处理能力付采集的局部放屯数据进行复杂的运算，并快速得出结果。该系统并具有多种通讯接口，可与上层管理系统实现方便快捷的通讯。

5参考文献1许婧，王晶，等。电力设备状态检修技术研宄综述。电网84内侧接厂乓瞬奸，护涵响相电流之间的耦合通过专家解耦规则弱化之后，分，对1；相电流旭过模糊控制器进行控制，实现电流平衡与优化，从而分别得到个电机的调整时间。

3执行级控制实现执行级的主要目标是根据协调级输出的优化电流控制电极位置，从而使炉温得到佳控制，具体通过熵理论实现。为此，用概率控制系统的设计问，并指定个在允许控制空间内选择优解答不确定性的分布闲数。当分布满足杰恩大熵准则时，控制问的性能准则与挑选定控制优控制解。要得到炉温的佳控制，系统的拉格朗日函数的平均值取下列形式过程决定的微分的约束在允许控制空间内选取设计不确定性密度，使之满足杰恩大熵原理，可得相关的熵如下于是问就变为在允许技制空间，内选，优控制的小不确定性。，由密度函数覆盖，而7，在达到大值。只要求解下式即可将讣算结果代入式刀，便可得到炉温和电极位置的有效控制。

4结论本装置研制成功后，进行了实验室性能仿真测试，在广东韶关冶炼厂系统和系统投入使用。结果明，本系统测量准确，控制快速灵敏，各项功能都能正常运行各种恶劣环境中，该装置运行情况良好，具有很高的可靠性。可确保电极平稳调节。达到电弧炉温度的要求和相电流的产衡，同时改善劳动强度降低电耗提高了电弧炉铅锌冶炼的质量产量和管理水平。

5参考文献5陈峻岭，罗安，李正国，陈瑞诺。智能大功率电弧炉自动控制系统。中国有色金属学报，2002，122393，3976陈峻岭，罗安，李正国。，4181在智能大功率电弧炉控制系统中的应用。计算机自动测量与控制，2009625，267顾根华等。电弧炉电气特性在线监测系统的研制和应用。工业加热，200230，328武骏，李士琦。交流电弧炉相不平衡供电的研究。钢铁上接第37页2严璋。电气绝缘在线检测技术。北京水利电力出版社，3郭碧红，杨晓洪。国内电力设备在线监测技术的开发应用状况分析。电网技术，1999，23865，684吴广9.谢！。等。人型电机；放电监测用宽频电流传感器及应用的研宄。西安交通大学学报，1996，3065李刚，林凌，叶文宇。了320206，3结构原理及应用。北京北京航空航天大学出版社，2002