电力变压器局部放电在线监测设计.doc

毕业设计（论文） 题 目：电力变压器局部放电在线监测设计 班 级： 姓 名： 指导教师：  摘　　要 电网中的重要设备之一，电力变压器的正常工作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。本论文首先阐述了变压器局部放电在线监测研究的目的和意义、国内外研究动态和发展趋势，然后进行了深入分析，并介绍了一种基于DSP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，最后对系统的硬件和软件进行了详细的说明。 本课题将数字信号处理技术应用于高速数据采集系统，系统采用TI公司的DSP芯片TMS320VC5402作为核心CPU，通过对复杂可编程逻辑芯片EPM7064AETC 的逻辑选择来有效、有序地控制系统各个模块运行的工作状态。系统采用高速A/D转换芯片AD9240进行数据的采集。并将采集到的至串口通信部分。为了适应系统的需要，本系统还外扩了RAM和ROM。 对变压器局部放电信号进行采集、处理和分析，可以判定设备可靠性水平，为电力运行部门掌握电力绝缘状况等运行状态提供有力的依据。因此，实现变压器局部放电的在线监测对提高电力系统的可靠性和经济性具有很的理论和实用价值。目　　录摘　　要 1 1 引 言 1 1.1 研究的目的和意义 1 1.2 国内外研究动态和趋势 2 1.3 本论文的主要工作 3 2 电磁干扰抑制方法的研究 5 2.1 变压器局部放电电磁干扰分析 5 2.2 抑制电磁干扰的方法 5 2.2.1 利用差动平衡电路抑制电磁干扰 6 3 系统硬件设计 10 3.1 系统硬件总体结构设计 10 3.2 系统硬件的各部分组成及功能 10 3.2.1 数字信号处理技术(DSP) 10 3.2.2 系统核心芯片的选择 11 3.2.3 过零检测电路 12 3.2.4 DSP时钟电路 13 3.2.5 电源电路 14 3.2.6 模数转换电路 15 3.2.7 外部程序存储器电路 16 3.2.8 外部数据存储器电路 17 3.2.9 CPLD逻辑电路 19 3.2.10 电平转换电路 21 3.2.11 串口通信接口电路 22 3.2.12 复位电路设计 24 4 系统软件设计 26 4.1 CPLD模块程序设计 27 4.2 AD转换程序设计 28 4.3 程序存储设计 31 4.4 数据通信设计 34 结 论 37 参考文献 38 致 谢 40 引 言 研究的目的和意义 通常，人们认为电力变压器在经受短时工频耐压和冲击耐压后，便可保证长期运行。但在实际运行中发现，变压器在没有遭受任何过电压的情况下也会发生绝缘故障。究其原因，是变压器在长期运行过程中其内部绝缘的薄弱部位在高场强作用下发生局部放电，从而导致绝缘性能下降。局部放电的能量很小，所以它的短时存在并不影响到变压器的绝缘强度。但若变压器绝缘在运行电压下不断出现局部放电，这些微弱的放电将产生积累效应，使绝缘的介电性能逐渐劣化并使局部缺陷扩大，最后导致整个绝缘击穿。因此，考核电力变压器的局部放电性能就成为电气设备制造及运行部门的一项重要工作。 目前电力企业测试变压器的局部放电性能大多采用定期检查的离线检测方式，既需要对用户进行停电，对社会的正常生产生活产生了影响，同时还增加设备维修费用并加速了设备的磨损。此外，由于预防性试验周期的时间间隔较长，以及试验条件与运行状态相差较大，因此就不易诊断出被测设备在运行情况下的绝缘状况，也难以发现在两次预防性试验时间间隔之间发展的缺陷，容易造成绝缘不良事故。在电力企业大力提倡“状态检修”的今天，越来越希望有一种可以随时提供变压器局部放电水平，以便检修人员决定采取何种处理方法的技术，即局部放电在线监测技术。 随着现代科学技术的快速发展，尤其是传感器技术、数字信号处理技术、计算机技术的发展，使得工作人员有可能对电力变压器实施局部放电在线监测。在线监测的主要特征是采用高灵敏度的传感器采集能够反映高压电气设备绝缘在运行中劣化的信息，通过计算机处理信息，进而获得设备的绝缘状况。局部放电在线监测技术具有以下一些优点：能够及时发现变压器的早期缺陷，避免突发性事故的发生；可以减少不必要的停电检修，避免了电力变压器由于频繁检修造成的损耗，并节省了维修费用；由于工作的环境不同，局部放电在线监测提供了离线检测时无法提供的信息，为我们从另一个角度研究电力变压器的运行状况提供了依据。 反映电力变压器绝缘状况的参数有局部放电量、介质损耗、泄漏电流、绝缘电阻等。其中局部放电量参数较其它参数相比有更高的灵敏度，反映信息更全面、直接，因此成为变压器在线监测研究的重点。但同时，局部放电在线监测也是电力变压器绝缘在线监测的难点。通常变压器的局部放电信号都非常微弱，而变压器又处成为整个在线监测系统