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高压并联电抗器、变压器作为电力系统的枢纽设备,其可靠运行直接影响电力系统的安全运行。油中溶解气体分析技术能有效反映运行电抗器、变压器内部的绝缘情况,然而常规油色谱分析存在实时性差、操作程序复杂、人为因素影响较大等不足,不利于及时、准确地反映电抗器、变压器的内绝缘情况。因此,研究电抗器、变压器油中溶解气体在线监测系统具有重要的理论和工程应用价值。
本文在深入研究目前国内外对电抗器、变压器油中溶解气体在线监测技术基础上,采用嵌入式系统技术,研制成功了电抗器、变压器油中溶解气体在线监测系统,制定了完善的现场安装方案,成功应用于自贡500kV洪沟变电站普洪1线、2线和3线共9台高压并联电抗器油中溶解气体的在线监测。取得的成果主要有:
设计了一套嵌入式电抗器、变压器油中溶解气体在线监测系统。该系统主要包括油气分离单元、气体检测单元、数据采集和自动控制单元、数据管理单元等主要组成部分,能够在线监测油中H2、CO、CH4、C2H6、C2H4、C2H2等6种溶解气体的含量及发展趋势,并进行故障诊断和报警。
完成了嵌入式电抗器、变压器油中溶解气体在线监测系统的硬件设计。以C8051F020单片机为核心,设计了相应的输入输出单元、存储单元、显示单元、传感器信号处理电路、信号处理/转换电路、油气分离控制电路、数据通讯单元等相关电路,实现了油气自动分离、气体的自动分辨和分别检测等功能。
完成了嵌入式电抗器、变压器油中溶解气体在线监测系统的软件设计。设计了下位机监测软件、上位机软件以及RS485通讯控制程序,实现了在线监测系统现场各部件的协调控制、相关参数设置以及数据通讯等功能。
制定了完善的在线监测系统现场安装方案,并成功应用于自贡500kV洪沟变电站普洪1线、2线和3线共9台高压并联电抗器油中溶解气体的在线监测。经过对试运行情况的分析,发现该在线监测系统各项测试数据稳定可靠,随机抽查检测数据与离数据线趋势基本一致,离散性小,验证了系统设计的可行性及有效性。