基于FPGA的电力电缆接头局部放电在线监测系统.pdf
《基于FPGA的电力电缆接头局部放电在线监测系统.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《基于FPGA的电力电缆接头局部放电在线监测系统.pdf(4页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、2 0 0 9年第 2期 No 2 2 00 9 电 线 电 缆 El e c t r i c W i r e& Ca bl e 2 0 0 9年 4月 Ap t , 2 0 09 基于 F P G A的电力电缆接头局部放电在线监测系统 余 翔 , 崔军朝 , 季 宏 , 杨文虎。 , 梁红军 , 郑晓泉。 ( 1 驻马店供电公司 , 河南 驻马店 4 6 3 0 0 0 ; 2 西安博 源电气有限公司 , 陕西 西安 7 1 0 0 5 4 ; 3 西安交通大学 电气绝缘研究中心 , 陕西 西安 7 1 0 0 4 9 ) 摘要 : 如果局部放 电长期存在 , 会逐渐导致局部绝缘缺 陷扩大并
2、最终损坏电缆绝缘 , 影响电力系统运行 的安全 性和连续性。本文基 于现场可编程 门阵列( F P G A) 实时数据采集技 术, 研制 出了一 套可在线长期监测 电缆接 头局部放电的 系统, 经 实验室模拟 和现场测试 , 证 明其能捕捉局部放电信 号 , 可为预 防电缆 系统绝缘故障提供 参考。 关键词 : 交联聚 乙烯绝缘 电力电缆 ; 局 部放 电; F P G A; 在 线监测 中圈分类 号: T M2 0 6 ; T M 2 4 7 1 文献标识码 : A 文章编号 : 1 6 7 2 9 0 1 ( 2 0 0 9 ) 0 2 -0 0 3 6 -0 4 On Li n e PD
3、 M o n i t or i n g S ys t e m f o r Po we r Ca bl e S pl i c e Ba s e d o n FPGA YU Xi a n g,e t a l ( Z h u ma d i a n E l e c t r i c P o w e r C o mp a n y ,Z h u ma d i a n 4 6 3 0 0 0,C h i n a ) Ab s t r a c t : I f P D( p a a i al d i s c h a r g e )o n a X L P E c a b l e s p l i c e e x i
4、s t s f o r a l o n g t i m e , t h e d e f e c t m a y e x p a n d s l o w l y a n d e v e n t u a l l y d e s t r o y t h e i n s ul a t i o n,wh i c h wi l l a ffe c t a d v e r s e l y s a f e t y a nd r e l i ab i l i t y o f t h e po we r s y s t e mBa s e d o n t h e r e al- t i me d a t a a
5、c q u i s i t i o n t e c h n i q u e b y f i e l d p r o g r a m ma b l e g a t e a r r a y( F P G A) , a n e w o n l i n e P D m o n i t o r i n g s y s t e m for XLP E po we r c a bl e s pl i c e i n s e r v i c e wa s de v e l o pe dLa b o r a t o r y mo d e l i n g a n d fie l d me a s u r e me
6、 n t de mo n s t r a t e d t ha t PD s i g n als c a n b e a c q ui r e d a c c u r a t e l y b y t he s y s t e m ,wh i c h ma y b e u s e d f o r pr e v e n t i o n o f c a bl e i n s u l a t i o n f a u l t Ke y wor ds:XLPE p o we r c a b l e;PD;FPGA,o n l i n e mo ni t o r i n g 0 引 言 1 电缆局部放 电在
7、 线监测技术 交联聚乙烯 ( X L P E) 绝缘 电力电缆具有 良好 的 电性能和热性能 , 并且结构简单, 制造周期短, 工作 耐受温度高 , 无油 , 敷设方便 , 因而被广泛应用于电 力系统的各个电压等级中。但是当它使用到一定年 限后可能 出现内部绝缘缺陷( 特别是电缆 的连接头 和终端头部位 ) , 这种缺陷 因局部放 电腐蚀 而逐渐 扩大, 最终必然导致绝缘击穿而造成电网停电事故。 高电压等级 X L P E电缆绝缘中的局部放电造成的危 害更应引起人们的关注, 局部放 电水平 已成为高压 X L P E电 缆 重 要 的 技 术 指 标 , 而 且 要 求 愈 加 严 格 。因此
8、对运行 中的交联电缆绝缘缺陷检测方 法的研究就显得尤 为迫切。快速、 准确地检测出电 缆绝缘存在的隐患 , 可以及时采取必要的应对措施 , 减少停 电等带来的经济损失 , 因此具有十分重要 的 意 义。 收稿 日期 : 2 0 0 8 1 1 - 1 0 作者 简介 : 余翔( 1 9 6 7一) , 男 , 硕士, 高级工程师 作者地址: 河南驻马店市解放路3 6 3号 4 6 3 0 0 0 由于 电缆 中间接 头连接盒 是在 现场人 工安装 和 制作 , 其绝缘性能受到安装人员个人技术、 天气、 周 围环境等各种因素影响, 极易造成绝缘缺陷, 因而局 部放电引起的电缆故障大多发生在电缆接
9、头中。研 究证 明, 采集电缆中间接头局部放 电信号 比采集电 缆本体信号灵敏度高 j , 因此在线 检测 电缆局部放 电的传感器安装在接头 附近时, 采集接头的局部放 电会 获得 较高灵 敏度 。 近 年来 国内外研究 出 的局 部放 电检测 方法 比较 多 , 例如根据信号采样方式不 同, 分为超声法、 脉冲 电流法、 超高频频谱分析法等 “J 。 我们 已有 电缆 接 头局 部 放 电在 线 检测 的技 术 : , 基本解决了现场局部放电测试 的关键 抗干扰问题 。它是 利用两个宽频带 R o g o w s k i 线圈 结构的电流传感器直接套在电缆接头两端同时提取 信号, 然后经过宽
10、频放大器 , 进入安装在工控机上的 数据采集系统 , 最后用 L a b v i e w语言编制的软件进 行数据处理 , 抗干扰措施可综合应用极性鉴别 、 频谱 分析 、 阈值设定 , 以及相位开窗 、 数字滤波等辅助手 段 。但是这种系统只用于现场短时在线检测 , 不 2 0 0 9年第 2期 No 2 2 00 9 电 线 电 缆 El e c t fic W i r e Ca b l e 2 0 0 9年 4月 Ap r , 20 0 9 能长期在线监测电缆接头的局部放电。而长期的局 部放电监测 , 能够发现局部放电的发展规律, 预估寿 命及为检修提供可靠的参考。 2 F P G A 实
11、时数据采集 系统 现场可编程门阵列 叫( F P G A) 器件是近几年来 发展迅速的一种大规模集成 电路 , 既有门阵列的高 逻辑密度和通用性 , 又有可编程逻辑器件 的用户可 编程特性。F P G A集成规模 比较大 , 适用于时序 、 组 合等各种逻辑电路应用场合 , 兼有串、 并行工作方式 和高集成 度、 高速、 高可靠性 等 明显 的特点 , 而且 F P G A的现场可编程技术使可编程器件在使用上更 为方便 , 大大减少 了设 计费用 , 降低 了设计风险 , 缩 短 了开发周期 。在超高速应用领域和实时测控方面 应 用越来 越广 泛 。 本文设计的 F P G A实时数据采集系统
12、包括数据 采集单元和信号调理保护单元等。 数据采集单元是该系统 最主要 的采集 控制 中 心 , 内部结构包括控制部分、 A D采集部 分、 D D R存 储部分、 发送部分和 w a t c h d o g部分, 结构如 图 1所 示。信号调理保护由高压保护电路 、 选择电路 、 放大 电路、 调理电路等组成 , 内部的结构如图 2所示 。 钏咖 钏咖可 D口A D D0 D DA DDD FPGA E P 2 C3 5 Q 2 5 0 l 9 9 I l 2 9 9 g I 图 1 数据采集单元 内部结构图 信号输入端子 信号输出端子 图 2 信号调理保护 内部结构图 其工作原理为 : 6
13、路从 电缆传感器 上耦合 到的 放电信号 , 经过信号输入端子 , 进入保护电路 , 通过 选择通道电路, 选择其中的两路 , 进入放大电路信号 经过滤波后 , 再经过信号输 出端子进 入采集单元。 F P G A可以有效控制数据 采集 , 保证采集结束 和数 据读取之间的时间间隔最小 化, 达到获取实时采集 数据的要求。具体指标如下 : 采样速率为 1 0 0 MH z , 测量频率范围为 5 0 0 k H z2 0 MH z , 现场最小测量 放 电量 为 5 0 p c。放 电脉 冲的时间分辨率 为 1 0 s , 工频相位分辨率为 0 1 8 。 。该 F P G A实时数据 采集系
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 基于 FPGA 电力电缆 接头 局部 放电 在线 监测 系统
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【yi****ou】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【yi****ou】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。