基于振荡波的局部放电测量系统研究

发布时间：2017-10-03 22:21

  本文关键词：基于振荡波的局部放电测量系统研究

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【摘要】：交联聚乙烯电力电缆具有优越的电气性能、便于敷设等优点,在当前电力网络中的应用越来越广泛。随着电力电缆大量的投入,由电力电缆绝缘故障引发的电力事故也越来越多。研究表明,局部放电是引发电力电缆初始的绝缘缺陷的主要因素。因此,通过对电力电缆进行定期的局部放电测量,及时地发现电力电缆绝缘隐患,能有效地避免由于电缆绝缘击穿而引发的电力事故,提高电力电缆运行的可靠性。本论文首先对传统的工频交流耐压试验、0.1Hz超低频交流耐压试验、串联谐振交流耐压试验和振荡波交流耐压试验原理进行了分析,从分析结果可以看出:1)对于工频交流耐压试验系统来讲,试验所需容量大(2?CUp?),而且整个系统体积大,重量重;2)对于0.1Hz超低频交流耐压试验系统来讲,其试验频率与50Hz相差甚远,存在等效性差等问题;3)串联谐振交流耐压试验系统来讲,由于在靠近50Hz频率范围内试验,故整个系统还是存在体积大,重量重等问题。然而在振荡波试验过程中,该系统通过直流充电来完成对电缆试品的充电,故系统在试验过程中所需容量小。在该系统中通过利用基于电脉冲法的局部放电耦合单元能够实现对局部放电量的测量,并且利用行波原理对局部放电波形的分析还可实现对局部放电位置进行定位。整个系统体积小、重量轻,目前在国内外电缆绝缘检测试验中得到了广泛应用,在我国该系统还主要依靠国外进口。针对于上述情况,本论文对于振荡波试验系统及局部放电耦合检测单元进行了开发。整个振荡波试验系统包含了恒流恒压直流高压电源、电抗器、高压开关、分压器及局部放电耦合单元等。在整个试验系统的研究过程中,首先根据振荡波原理,设计主电路,并利用仿真软件对其的可行性进行分析和主回路中主要器件参数的确定。然后,根据电脉冲法局部放电测量原理,分析了RLC检测回路中各器件参数对测量信号的影响,同时完成了对相应器件参数的确定。由于从耦合单元得到的局部放电测试信号很微弱,直接测量会导致系统的测量精度很低,故设计了带有带通滤波的放大单元,从而实现对有效测量信号的放大,使系统的测量精度满足实际需求。为了证实上述设计的可行性,本论文对实际的电路进行了搭建,并进行了试验。从试验的结果中可以看出,本论文所设计的振荡波试验系统采用恒流恒压方式能够在3s内快速地实现对1μF试品电容的充电,整个系统在试验过程中可得到最高试验电压为40kV振荡波试验波形。所设计的RLC局部放电耦合单元可实现50pC及以上局部放电的测量,这满足现场测试要求。
【关键词】：振荡波 恒流恒压直流高压电源 局部放电 PD模拟检测
【学位授予单位】：上海电力学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM855
【目录】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-10
• 1 绪论10-17
• 1.1 局部放电研究背景和意义10-11
• 1.2 电缆绝缘老化概述11
• 1.3 XLPE电缆耐压试验系统概述11-14
• 1.4 电力电缆局部放电测量方法研究现状14-16
• 1.5 本论文的主要研究内容16-17
• 2 振荡波系统设计17-26
• 2.1 振荡波电路理论分析17-18
• 2.2 振荡波发生系统原理框架18-19
• 2.3 试验电路主元件参数分析19-24
• 2.3.1 恒流恒压直流高压电源参数分析19
• 2.3.2 谐振电抗器19-21
• 2.3.3 高压开关运行状态分析21-23
• 2.3.4 分压器单元23-24
• 2.4 系统试品保护电路24
• 2.5 振荡波系统总体仿真24-25
• 2.6 本章小结25-26
• 3 恒流恒压直流高压电源设计26-37
• 3.1 恒流直流高压电源整体框图26
• 3.2 整流电路的设计26-29
• 3.3 逆变电路的设计29-32
• 3.4 倍压电路的设计32-35
• 3.5 控制电路的设计35-36
• 3.6 本章小结36-37
• 4 局部放电测量系统研究37-59
• 4.1 局部放电信号产生机理37-39
• 4.2 局部放电信号模拟单元设计39-45
• 4.2.1 局部放电信号模拟单元电路模型39-41
• 4.2.2 方波发生电路41-43
• 4.2.3 禁止端控制信号发生电路43-45
• 4.3 局部放电检测阻抗单元设计45-46
• 4.4 RLC检测阻抗46-49
• 4.4.1 RLC型检测阻抗脉冲分时间分析47
• 4.4.2 RLC型检测阻抗设计47-49
• 4.5 RC型检测阻抗49-51
• 4.5.1 RC型检测阻抗脉冲分时间分析50
• 4.5.2 RC型检测阻抗设计50-51
• 4.6 放大滤波单元分析51-52
• 4.7 放大电路设计52-53
• 4.7.1 RLC型检测阻抗放大电路52
• 4.7.2 RC型检测阻抗放大电路52-53
• 4.8 滤波电路设计53-56
• 4.8.1 RLC型检测阻抗滤波电路54-55
• 4.8.2 RC型检测阻抗滤波电路55-56
• 4.9 RLC和RC检测单元分析56-57
• 4.10 局部放电检测单元硬件设计57-58
• 4.11 本章小结58-59
• 5 试验结果与分析59-67
• 5.1 恒流恒压直流高压电源输出信号分析59-60
• 5.2 振荡波试验系统试验分析60-61
• 5.3 局部放电信号模拟单元测试61-63
• 5.4 局部放电模拟测量63-66
• 5.4.1 检测单元屏蔽盒抗干扰性能测试64
• 5.4.2 局部放电模拟测试64-66
• 5.5 本章小结66-67
• 6 总结与展望67-68
• 6.1 论文研究工作总结67
• 6.2 论文研究工作展望67-68
• 参考文献68-70
• 发表学术论文70-71
• 致谢71

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前3条

1 罗俊华,马翠姣,邱毓昌,金yN,陈守直,史济康;35kV及以下XLPE电力电缆试验方法的研究[J];电网技术;2000年12期

2 曲振江,马文娟;高压静电设备中倍压整流电路的工作状态分析[J];高电压技术;2005年10期

3 李红雷;李福兴;徐永铭;朱海钢;;基于超声波的电缆终端局部放电检测[J];华东电力;2008年03期

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1 洪悦;30kV可调直流高压电源设计[D];大连理工大学;2011年

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本文编号：967058