五、经费预算:
一、220KV电流互感器典型发热故障及其红外诊断技术
(一)典型发热故障:一次回路故障、二次回路故障、绝缘故障。
(二)红外诊断技术的分析判断方法:
1.表面温度判断法:
根据测量得到的设备表面温度,按照《DL/T664-2016现场设备红外诊断技术应用指南》,各种仪器的红外热成像诊断标准依据规范中的图表进行对照。
设备类别
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热像特征
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故障特征
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允许温升
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相间温差
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电流互感器
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10kV浇注式
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整体发热
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铁芯故障
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4K
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35kV-110kV油浸式
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瓷套温升增大,瓷套上部温度高
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介损偏大
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4K
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1.2K
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220kV-500kV油浸式
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4.5K
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1.4K
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电压互感器
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10kV浇注式
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整体发热
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铁芯故障
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4K
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35kV-110kV油浸式
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整体温升高,且中上部温度大
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介损偏大
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5K
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1.5K
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220kV-500kV油浸式
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6K
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1.8K
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表 1电压致热设备缺陷诊断判据
2.相对温差判断法:根据公式计算相对温差,确定装置加热严重程度。其中T1是热点的温度;T2是正常相的温度;T0是周围参考温度。
3.同类比较法:
在同样的设备和同样电气回路内,若各相电流对称,通过比较三相发热设备同样位置的温升高差值,来判断设备运行状况是否异常。
4.热谱图分析法:
通过同类型设备在正常工况下的热图比较,判定该设备设备运行状况是否良好。
5.档案分析法:
根据相同设备在各个时间的测试数据,可以判定设备参数的变动,从而判定设备是否正常运行。
二、220kV电流互感器典型发热故障仿真系统硬件设计
1.热电偶: 采用热电偶直接测量温度,并用热电偶采集器把温度信号转换成电动势信号。
2.变压器: 将220V输入电压转换为12V电压,为电阻提供电能。
3.开关电源:采用220V开关电源为ZigBee和继电器供电。
4.ZigBee: 无线传输设备。ZigBee具有延时短、成本低、网络容量大的特征,适用于数据通信量较低、传输速率低和距离短的环境。
5.继电器: 通过继电器来控制电阻通电,从而模拟发热。
三、温度模糊控制
根据模糊控制的方法实现稳定控温。通过调整PID参数,切换模糊自适应PID控制器和模糊控制。模糊控制可以实现参数自整定,不需要为系统建立精确的数学模型。
本系统运用LabVIEW的模糊逻辑工具箱(Fuzzy Logic for Toolkit)开发模糊控制技术。它由四个子vi组成:(1)模糊逻辑编辑控制器设计VI,这个子vi由模糊隶属函数,模糊规则和输入输出性能测试三种编辑器组成。隶属函数编辑器提供了一个人机界面,用于设计和编辑模糊规则,隶属函数形状,范围,域和其他相关参数。设计者只需选择相应的权重即可建立规则库。(2)加载模糊控制器VI,通过模糊规则编辑器编辑的模糊规则是.fc文件,通过加载模糊控制器VI将.fc文件加载到控制器中。(3)模糊控制器VI,该模块的主要功能是将设计的模糊规则导入LabVIEW的框图中。(4)测试模糊控制器VI。该子目录可用于测试所构造的模糊控制器的性能是否满足用户的要求。
在VI前面板中,选择工具菜单下的控制和仿真中的模糊系统设计器选项会弹出模糊系统编辑器,编辑器中有输入输出变量,模糊规则库和测试系统组成。如图1所示:
图 1模糊系统设计器
四、系统软件设计
监控系统是用LabVIEW编写的系统上位机,采用ZigBee用于无线通信。无线通信装置将热电偶采集的数据传递给软件系统,同时可以用编写的系统通过无线通信装置控制继电器来控制电阻的通断进行仿真,并通过PID自整定参数来控制继电器的开关,进而控制温度,最终实时数据会在检测系统中显示。仿真系统内温度控制流程图如图2所示:
图 2温度控制流程
系统总体结构图如图3所示:
图 3系统总体结构图