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气体绝缘组合电器(Gas Insulated Switchgear,GIS)广泛应用于城市供电等高压输变电系统中。局部放电既是GIS绝缘劣化的征兆和表现形式,又是绝缘进一步劣化的原因。为了保证GIS的安全可靠运行,国内外对GIS局部放电检测技术开展了大量的研究,特高频(Ultra High Frequency,UHF)检测法在GIS局部放电研究中处于重要地位。但到目前为止,仍存在传感器监测范围小、带宽低、信号频率高、采集难度大、设备造价昂贵、兼容性不佳等应用问题。本文以GIS中UHF法局部放电监测系统为研究对象,以设备的应用问题为研究视角,通过对数域检波和基于FPGA的高速数据处理等方法,依据IEC61850进行建模,力图使用更少的传感器对GIS进行更大范围的检测,并降低设备成本,提高兼容性,为局部放电监测设备的应用提供技术基础。论文的主要研究内容以及取得成果如下:(1)运用电磁波理论定性分析局部放电电磁波在GIS内的衰减特性,运用HFSS仿真软件定量分析衰减程度以及传感器安装位置,研究表明需要高于40d B动态范围的检测装置安装在盆式绝缘子上,才能有效的在20米范围内检测局部放电。(2)运用有源集成天线技术,对阿基米德螺旋天线、蝶形天线等宽频带天线进行对比分析,并且对多种宽动态范围检测方法进行对比研究,确定蝶形天线和对数检波技术适合于GIS局部放电检测。研制了宽动态范围的局部放电有源集成传感器,并对其进行了测试,实验结果表明,该传感器具有44d B的动态范围,700~900MHz的敏感频段,0.3~1.5GHz的检测频段,适合局部放电检测使用。(3)运用时分复用技术对多通道传感器进行采集,并对其抗干扰措施进行分析和改进;运用频分复用技术实现信号与电源的共线传输;通过眼图分析了FPGA高速数字系统的信号完整性,并对其PCB设计进行改进。以高速FPGA为核心通过控制相关电路完成信号放大、滤波、采集、存储并把数据上传到上位机监测诊断中心。(4)分析了基于相位的局部放电检测的监测模式以及录波模式,设计了下位机检测软件。根据智能变电站IEC61850协议进行了局部放电信息的建模,增强局部放电监测系统在各不同站内的兼容性。本文最后利用研制的局部放电在线监测系统在110k V三相共筒式GIS中进行了现场实测,试验结果验证了系统的有效性。