高鐵牽引變電所電流互感器絕緣在線監(jiān)測裝置的設(shè)計及應(yīng)用.pdf

1、隨著高速鐵路的快速發(fā)展，對牽引變電所電氣設(shè)備采用預(yù)防試驗進(jìn)行檢修的方式已經(jīng)不能滿足高速鐵路安全運(yùn)行的要求。絕緣在線監(jiān)測是在運(yùn)行電壓下對設(shè)備絕緣狀況進(jìn)行實時監(jiān)測的新技術(shù)，彌補(bǔ)了預(yù)防性試驗實時性差的不足。220kV電流互感器作為高鐵牽引供電系統(tǒng)控制回路中最主要的設(shè)備，一旦發(fā)生絕緣故障將嚴(yán)重影響牽引供電系統(tǒng)的安全運(yùn)行。為提高220kV電流互感器在牽引供電系統(tǒng)中運(yùn)行的可靠性、安全性。本文以鄭州鐵路局京廣高鐵新鄉(xiāng)段鶴壁牽引所內(nèi)220kV干式電流互

2、感器為研究對象，設(shè)計針對高鐵牽引供電設(shè)備220kV干式電流互感器的絕緣在線監(jiān)測裝置。首先從絕緣介損值tanδ測量原理人手，研究了影響其測量精度和穩(wěn)定性的因數(shù)，提出了在線監(jiān)測裝置的設(shè)計方案并確定了其中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
　　在泄露電流提取環(huán)節(jié)，研究設(shè)計了有源零磁通單匝穿心式微電流傳感器，針對傳感器二次側(cè)線圈匝數(shù)的選取比較盲目，沒有確定的選取理論依據(jù)，本文根據(jù)激磁電流最小性原則提出了確定最優(yōu)二次側(cè)線圈匝數(shù)的算法，并通過實驗進(jìn)行了驗證;提出了

3、一種基于零磁通原理的有源補(bǔ)償方式，推導(dǎo)了其工作原理并對補(bǔ)償效果進(jìn)行了實驗驗證，測量結(jié)果表明具有很好的補(bǔ)償效果。
　　在信號的采樣環(huán)節(jié)，設(shè)計了能保持有用信號不失真、同時降低信號截止頻率的模擬低通濾波器，使用鎖相倍頻電路來提供采樣頻率，以消除頻率波動對后續(xù)介損值計算的影響。
　　在信號數(shù)字處理計算方面，設(shè)計了基于Hamming窗函數(shù)的線性FIR數(shù)字濾波器來消除采集得到的信號中包含的諧波和噪聲的干擾，通過選用合理的運(yùn)算結(jié)構(gòu)編制算法

4、C語言程序并配合Matlab仿真分析得出采用1280點Hamming窗函數(shù)設(shè)計的FIR濾波器能滿足濾波要求;針對應(yīng)用諧波分析法測量介損值存在的問題，提出了基于加Hanning窗的頻譜質(zhì)心法的FFT介損值測量算法，并推導(dǎo)了頻率、幅值和相位校正公式。在電網(wǎng)頻率波動、電網(wǎng)諧波成份變動等不同仿真條件下，采用直接FFT算法、加Hanning窗插值以及本文算法的進(jìn)行了求取介損值的MATLAB仿真計算，經(jīng)過對三種算法的計算結(jié)果和誤差進(jìn)行比較，證明本文