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(jì)及應(yīng)用.pdf

1、隨著高速鐵路的快速發(fā)展，對(duì)牽引變電所電氣設(shè)備采用預(yù)防試驗(yàn)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(duì)設(shè)備絕緣狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測的新技術(shù)，彌補(bǔ)了預(yù)防性試驗(yàn)實(shí)時(shí)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(duì)象，設(shè)計(jì)針對(duì)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(jì)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(jì)了有源零磁通單匝穿心式微電流傳感器，針對(duì)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(shí)驗(yàn)進(jìn)行了驗(yàn)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(duì)補(bǔ)償效果進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，測量結(jié)果表明具有很好的補(bǔ)償效果。
　　在信號(hào)的采樣環(huán)節(jié)，設(shè)計(jì)了能保持有用信號(hào)不失真、同時(shí)降低信號(hào)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(dòng)對(duì)后續(xù)介損值計(jì)算的影響。
　　在信號(hào)數(shù)字處理計(jì)算方面，設(shè)計(jì)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(hào)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(diǎn)Hamming窗函數(shù)設(shè)計(jì)的FIR濾波器能滿足濾波要求;針對(duì)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(dòng)、電網(wǎng)諧波成份變動(dòng)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(jì)算，經(jīng)過對(duì)三種算法的計(jì)算結(jié)果和誤差進(jìn)行比較，證明本文