LabVIEW利用局部放電分析高壓電氣設(shè)備狀態(tài)診斷

目前，高壓電氣設(shè)備狀態(tài)的監(jiān)控系統(tǒng)解決了早期故障檢測(cè)的問(wèn)題。局部放電起源于電力電氣裝置的絕緣。局部放電會(huì)導(dǎo)致絕緣層逐漸磨損和加速老化，因此可能導(dǎo)致絕緣完全擊穿。因此，局部放電檢測(cè)及其特性分析是在維修電氣設(shè)備時(shí)診斷絕緣狀態(tài)的重要工具。

簡(jiǎn)要列出了高壓電氣設(shè)備狀態(tài)診斷的主要方面，簡(jiǎn)要概述了高壓電氣設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)改進(jìn)的可能性和途徑。為了記錄和分析局部放電統(tǒng)計(jì)參數(shù)，采用基于NI?Compact?RIO?（設(shè)備和LabVIEW圖形化編程系統(tǒng)。

電力變壓器監(jiān)控系統(tǒng)的受控參數(shù)數(shù)量不同。同時(shí)，高壓電氣設(shè)備的以下運(yùn)行參數(shù)是最重要的：油中的水分含量，油中的氣體含量（CO，CO2）、高壓套管局部放電的統(tǒng)計(jì)參數(shù)、介損正切、主絕緣電容、三相套管系統(tǒng)導(dǎo)通電流控制、冷卻系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)控制、各點(diǎn)油溫、充油入口油壓。

顯然，為了提高高壓電氣設(shè)備狀態(tài)診斷方法的有效性，有必要根據(jù)生產(chǎn)任務(wù)的需要，可以在一個(gè)PSS中同時(shí)放置多個(gè)用于各種目的的數(shù)據(jù)收集板和傳感器。由于這種模塊化布置，數(shù)據(jù)采集板和傳感器的組成可以根據(jù)當(dāng)前的生產(chǎn)任務(wù)進(jìn)行更改。

HSS的開(kāi)發(fā)將有可能創(chuàng)建一個(gè)靈活的模塊化系統(tǒng)，用于監(jiān)控高壓電氣設(shè)備的狀態(tài)，根據(jù)設(shè)置的生產(chǎn)任務(wù)輕松重新配置，而不會(huì)產(chǎn)生過(guò)多的不合理成本。NI?Compact?RIO?設(shè)備適用于HSS的實(shí)施：由NI制造的實(shí)時(shí)運(yùn)行的FPGA系統(tǒng)。FPGA代表可編程邏輯集成電路。NI?Compact?RIO?的一個(gè)特點(diǎn)是它能夠在任何天氣條件下在工業(yè)條件下實(shí)時(shí)運(yùn)行，具有相對(duì)高的模擬信號(hào)采樣率和高速信號(hào)傳輸?shù)焦ぷ髡?。NI?Compact?RIO?使用LabVIEW圖形軟件系統(tǒng)進(jìn)行編程，不需要任何高級(jí)編程知識(shí)。

借助LabVIEW，可以在NI?Compact?RIO?上執(zhí)行整個(gè)項(xiàng)目開(kāi)發(fā)周期，可使用專(zhuān)用的軟件模塊和庫(kù)，如LabVIEW?Real-time，如果需要，還可以輕松為AWP創(chuàng)建方便的用戶(hù)界面。NI?Compact?RIO?設(shè)計(jì)的PSS的靈活性將由NI?Compact?RIO?嵌入式機(jī)箱提供。機(jī)箱內(nèi)核是一個(gè)FPGA，用于可重新配置I/O信號(hào)。每個(gè)I/O模塊均可直接訪(fǎng)問(wèn)FPGA通道，并使用簡(jiǎn)單的I/O功能進(jìn)行編程。由于模塊直接連接到FPGA信號(hào)線(xiàn)，因此每個(gè)模塊的信號(hào)輸入/輸出精確同步（誤差為25ns）。FPGA和實(shí)時(shí)控制器之間的接口是PCI總線(xiàn)。實(shí)時(shí)控制器同步I/O模塊的操作，誤差為25ns。

嵌入式FPGA允許以40MHz的頻率并行重新配置嵌入式應(yīng)用和處理數(shù)據(jù)。NI提供了100多種I/O模塊，包括溫度測(cè)量、振動(dòng)測(cè)量、模擬和數(shù)字I/O、驅(qū)動(dòng)控制、工業(yè)通信協(xié)議、電壓和電流I/O。可以將任何傳感器連接到開(kāi)發(fā)的模塊，并根據(jù)現(xiàn)成的開(kāi)發(fā)套件創(chuàng)建自己的模塊。使用LabVIEW圖形化編程環(huán)境和LabVIEW實(shí)時(shí)函數(shù)庫(kù)，無(wú)需專(zhuān)門(mén)的編程人員培訓(xùn)，即可輕松實(shí)現(xiàn)AWP的圖形用戶(hù)界面，包括使用觸摸面板。LabVIEW實(shí)時(shí)函數(shù)庫(kù)設(shè)計(jì)用于在LabVIEW中編程N(yùn)I?Compact?RIO?實(shí)時(shí)控制器。在LabVIEW中，可以將代碼執(zhí)行優(yōu)先順序指定給NI緊湊型RIO實(shí)時(shí)控制器。LabVIEW?FPGA函數(shù)庫(kù)設(shè)計(jì)用于在LabVIEW中編程N(yùn)I?Compact?RIO??FPGA。LabVIEW能夠創(chuàng)建方便的本地和WEB界面，以從世界任何位置控制NI?Compact?RIO。有必要的庫(kù)來(lái)確保任何類(lèi)型的傳感器的操作。NI提供NITPC-2106/2012/2115/2512/2515面板計(jì)算機(jī)，用于使用人機(jī)（HMI）界面遠(yuǎn)程控制NI?Compact?RIO?平臺(tái)，在LabVIEW實(shí)時(shí)系統(tǒng)的控制下運(yùn)行工業(yè)分布系統(tǒng)中的應(yīng)用程序，對(duì)于用戶(hù)來(lái)說(shuō)，是一個(gè)觸摸面板和一組AWP控制，能夠在惡劣的工業(yè)環(huán)境中連續(xù)運(yùn)行。因此，在基于NI?Compact?RIO?和LabVIEW圖形化編程環(huán)境的HSS中，很容易實(shí)現(xiàn)同時(shí)測(cè)量來(lái)自各種類(lèi)型傳感器的多個(gè)信息流，并隨后分析該信息，從而提高預(yù)測(cè)高壓電氣設(shè)備絕緣狀態(tài)的精度。在本文中，重點(diǎn)是來(lái)自FM接收器的同步PD測(cè)量和伸縮天線(xiàn)記錄的EMR。

基于NI?Compact?RIO?設(shè)備和LabVIEW圖形化編程環(huán)境的HSS可以有效解決高壓電氣設(shè)備局部放電參數(shù)（包括預(yù)和緊急模式）方面的狀態(tài)監(jiān)測(cè)問(wèn)題?；贜ICompact?RIO?設(shè)備的HSS由許多模塊和機(jī)箱組成，因此可以根據(jù)任務(wù)輕松地重新配置，并用于高壓設(shè)備，包括電力互感器和自互感器。為此，需要進(jìn)一步收集有關(guān)PD的統(tǒng)計(jì)信息，根據(jù)其分析以及已知的專(zhuān)家規(guī)則訓(xùn)練人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。

PSS配備了所有必要的硬件和軟件，包括用于遠(yuǎn)距離傳輸信息的通信通道。NI?CompactRIO?擁有基于LabVIEW和C編程語(yǔ)言的強(qiáng)大軟件，可實(shí)現(xiàn)PD的可視化、計(jì)算PD特性以及計(jì)算局部放電強(qiáng)度的來(lái)源。FM接收器是在HF波長(zhǎng)范圍內(nèi)工作的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備。多達(dá)8個(gè)這些類(lèi)型的接收機(jī)可以連接到一個(gè)NI?Compact?RIO?，這使得這種系統(tǒng)非?？梢员O(jiān)測(cè)電力互感器等的狀況。

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