天大自动化学院绝缘技术课件5

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第三章 监测系统与传感器2019-10-29 13.1 系统的组成和分类3.1.1 系统的组成:(1)信号的变送(2)信号的处理(3)数据采集(4)信号的传送(5)数据的处理(6)诊断2019-10-29 2 运行技术措施 电气 信号预 传感器 数据采集 信号传输 数据处理 诊断 设备 处理 信号变送系统 数据采集系统 处理诊断系统 (现场) 设备附近 (主控室)监测系统可分为:(1)被监测系统和传感器(2)信号与处理和采集系统(3)信号处理和诊断系统2019-10-29 3 检测数据管理流程原始信号 数据传递 外部 数据采集 服务器 模块 数据透视表 数据访问 服务 控制 服务器 管理模块 2019-10-29 43.1 系统的组成和分类3.1.2 系统的分类:(1)便携式(2)固定式监测功能(1)单参数监测系统(2)多参数监测系统诊断方式(1)人工诊断(2)自动诊断2019-10-29 5 3.2 传感器 3.2.1 概述 局部放电传感器是将高电压或大电流信号没有变样的转换成低电压信号的装置。 这个信号具有已知、准确、稳定的变比和相角,它的带宽足以覆盖所要求的基波和高次谐波。这种传感器的输出电压应该在5V及以下水平,以便于计算机的模拟—数字转换测量回路采集和计算。 2019-10-29 63.2 传感器 传感什么? 超声波 脉冲电流 气体含量 温度 远红外2019-10-29 73.2 传感器 温度 热电偶 直流电压 光强度 光电二极管 直流电流 机械振动 超声传感器 交流电压 放电脉冲 罗克夫斯基线圈 交流电流 气体含量 气体传感器 电阻 位移 电感式位移传感器 电感 液位 电容式液位计 电容 厚度 水晶厚度传感器 频率2019-10-29 83.2 传感器 传感器的基本工作组成 被测量 敏感元件 转换元件 电量 基本转换电路2019-10-29 93.2 传感器3.2.2 电压传感器 电压传感器的分类: (1)电压互感器; (2)电阻分压器; (3)电容分压器; (4)带放大器的分压器。2019-10-29 103.2 传感器1.电压互感器电压互感器既可作为电压传感器。 优点:电压互感器的原方绕组与副方绕组之间绝缘, 低阻抗输出。 高精确度的电压互感器是将绕组屏蔽起来,用以抑 制很高的共模干扰,提供输出功率而不会导致准 确度下降。 缺点:由于铁芯材料的非线性,电压互感器仅在 有 限的电压范围内是线性的。2019-10-29 113.2 传感器1.电压互感器 按绝缘结构分为: 1.电磁式电压互感器; 2.串级式电压互感器; 3.电容式电压互感器。 双屏蔽电压互感器原理图 35kV及以下:采用电磁式电压互感器。 35kV-220kV:采用串级式电压互感器。 110kV及以上:近年来多采用电容式电压互感器。2019-10-29 123.2 传感器 1.电压互感器 串级式电压互感器 电容式电压互感器 2019-10-29 133.2 传感器 分压器 (1)分压器的基本原理 分压比: U U 2 ? Z 2 Z1 ? Z 2 U Z ? Z k ? 1 ? 1 2 U 2 Z 2 2019-10-29 143.2 传感器基本要求:(1)分压器接入不影响被测电压的幅值和波形;(2)分压比与被测电压的频率和幅值无关;(3)分压比与大气条件无关;(4)分压比不受温升影响;(5)分压器中无电晕及绝缘泄露电流。 分压器可分为电阻分压器,电容分压器和组容分压器。交流分压器主要是电容分压器。只有电压不很高,频率不过高时才采用电阻分压器。 2019-10-29 153.2 传感器 2.电阻分压器 电阻分压器是方便和经济型的传感器,当电压太高 时存在下列问题: (1)功率消耗。 (2)屏蔽。 (3)相位移。 (4)高输出阻抗。 上述四个问题相互关联,如低功率必然带来 相位移变大。由于高输出阻抗因而限制了它的应 用。 2019-10-29 16 电阻分压器3.2 传感器 一般用于小于10kV的电压测量 U1 U1 R1 ? R2 U 2 ? ? Z2 k ? ? Z1 ? Z2 U 2 R2 分压器总电阻:R=R1+R2 略去分压器本体的残余电感,无屏蔽电阻分压 器方波响应时间T: 1 T ? RC 6 C--分压器对地的杂散电容 2019-10-29 173.2 传感器 带 屏 蔽 电 阻 分 压 器 原 理 图 2019-10-29 183.2 传感器 3.电容分压器 电容分压器在精密测量中得到广泛的应用。 特点:(1)没有功率损耗。 (2)电容器制造中固有的自屏蔽。 (3)展现出小的电介质损耗。 上述优点是对分压器的高压部分而言的。低压部分 通常采用固体介质电容器,它控制着分压器的特 性。 2019-10-29 193.2 传感器 (3)电容分压器 C1为高压臂电容 C2为低压臂电容 1 1 ? U 1 ? 1 ? 2 C1 ? C 2 k ? ? C C ? 2 1 U C 2 ?C 2 2019-10-29 203.2 传感器 带 屏 蔽 电 容 分 压 器 原 理 图 2019-10-29 213.2 传感器 (4)阻容分压器
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