干式變壓器局部放電檢測系統(tǒng)(1)關(guān)鍵詞：摘要局部放電的原因是在外加電壓的作用下，靜電荷會(huì)在電場中絕緣較弱的位置被靜電解離。這種脈沖放電會(huì)導(dǎo)致絕緣劣化，從而導(dǎo)致干式變壓器的故障。本文提出了一種基于現(xiàn)場可編程門陣列數(shù)字信號處理器的地理信息系統(tǒng)局部放電在線檢測系統(tǒng)。系統(tǒng)通過FPGA控制數(shù)據(jù)采集和存儲(chǔ)，然后利用DSP設(shè)計(jì)嵌入式TCP/IP，將采集到的信號通過以太網(wǎng)傳輸?shù)竭h(yuǎn)程PC進(jìn)行顯示。經(jīng)過現(xiàn)場運(yùn)行測試，系統(tǒng)達(dá)到了設(shè)計(jì)目標(biāo)。

在當(dāng)今電子信息時(shí)代，對電力的需求日益增加，對電網(wǎng)可靠性的要求也越來越高。高壓電氣設(shè)備在電網(wǎng)中運(yùn)行時(shí)，如果存在因制造不良、老化和外力破壞而引起的絕緣缺陷，就會(huì)發(fā)生事故，影響設(shè)備和電網(wǎng)的安全運(yùn)行。電氣設(shè)備的安全運(yùn)行在工業(yè)，生產(chǎn)中具有重要意義，局部放電是高壓設(shè)備絕緣損壞的重要原因之一。

氣體絕緣開關(guān)設(shè)備因其可靠性高而廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)。但在生產(chǎn)、安裝和長期運(yùn)行過程中，GIS不可避免地會(huì)不同程度地存在各種絕緣缺陷，導(dǎo)致局部放電進(jìn)而引發(fā)絕緣事故。因此，研究地理信息系統(tǒng)的局部放電具有重要意義。CIS是電網(wǎng)運(yùn)行中的重要設(shè)備，是保證供電可靠性的基礎(chǔ)。它具有占地面積小、運(yùn)行可靠性高、維護(hù)方便的特點(diǎn)，在內(nèi)外得到了廣泛的應(yīng)用。對于地理信息系統(tǒng)的局部放電現(xiàn)象，許多研究者在這方面做了大量的系統(tǒng)開發(fā)。因?yàn)閿?shù)據(jù)采集是研究局部放電系統(tǒng)發(fā)展的重要部分。本文提出了一種基于FPGA DSP的局部放電檢測系統(tǒng)，通過以太網(wǎng)采用TCP/IP協(xié)議傳輸?shù)娇蛻舳诉M(jìn)行實(shí)時(shí)顯示。

1系統(tǒng)整體架構(gòu)介紹

系統(tǒng)的整體架構(gòu)如圖1所示。

該系統(tǒng)的特點(diǎn)是每個(gè)處理模塊設(shè)有16個(gè)超高頻傳感器和一個(gè)工頻同步傳感器。利用工頻同步傳感器產(chǎn)生工頻同步信號進(jìn)行局部放電檢測，克服了直接從二次設(shè)備取電帶來的安全隱患，使用方便，性能優(yōu)良。將采集到的信號送到信號處理單元進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和壓縮，然后將處理后的信號通過以太網(wǎng)傳輸?shù)娇蛻舳耍瑢?shí)現(xiàn)干式變壓器局部放電的遠(yuǎn)程控制和掌握。

2系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)

數(shù)據(jù)采集采用傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集方法。超高頻傳感器和工頻傳感器采集的信號經(jīng)信號調(diào)理電路濾波放大后，轉(zhuǎn)換成A/D轉(zhuǎn)換器可接受的輸入范圍，再由AD9224轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，送入FPGA(EP2C5Q208C8)處理模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)發(fā)。在這部分模塊中，一方面FPGA需要將采集到的信號存儲(chǔ)在SDRAM中。由于信號采集頻率為20 MHz，需要連續(xù)采集2s，512 MB內(nèi)存為IS42S86400B SDRAM另一方面，F(xiàn)PGA需要接受DSP的指令，將SDRAM中的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給DSP進(jìn)行處理。在DSP控制的模塊中，DSP(TMS320VC5402)一方面要實(shí)現(xiàn)嵌入式TCP/IP協(xié)議并連接以太網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，另一方面要壓縮大容量數(shù)據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)以太網(wǎng)上可靠快速的數(shù)據(jù)傳輸。內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖2所示。 #p#分頁標(biāo)題#e#

3.客戶端軟件設(shè)計(jì)

客戶端是基于VC 6.0編譯環(huán)境開發(fā)的。該軟件系統(tǒng)兼容C/S和B/S架構(gòu)，采用大規(guī)模數(shù)據(jù)庫管理技術(shù)對局部放電信號進(jìn)行實(shí)時(shí)采集、壓縮、處理、存儲(chǔ)和顯示。該系統(tǒng)主要包括局部放電數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)壓縮和傳輸、數(shù)據(jù)處理和分析、圖形和表格顯示以及數(shù)據(jù)采集