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研究生: 吳書齊
Shu-Chi Wu
論文名稱: 應用嵌入式系統於部分放電量測設備之研發
Development of an Embedded System for Partial Discharge Measurement
指導教授: 郭政謙
Cheng-Chien Kuo
口試委員: 陳鴻誠
Hung-Cheng Chen
張建國
Chien-Kuo Chang
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 電資學院 - 電機工程系
Department of Electrical Engineering
論文出版年: 2019
畢業學年度: 107
語文別: 中文
論文頁數: 58
中文關鍵詞: 部分放電現場可程式化閘陣列高頻比流器
外文關鍵詞: partial discharge, field programmable gate array, high-frequency current transformer
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  • 電力設備絕緣劣化時,常會伴隨部分放電現象之產生。部分放電會以光能、熱能、聲響及化學變化等形式釋放能量,進而產生臭氧、氧化物等化學物質,逐漸侵蝕絕緣材料,而形成導電通道,沿電場方向形成樹狀結構,降低絕緣能力。如若電力設備因絕緣不良而損毀,將造成電力系統不穩定,影響供電品質。
    本研究擬研製一低成本、高識別度之部分放電量測設備,以提升應用於電力設備上之部分放電量測能力。透過高頻比流器(HFCT)、類比-數位轉換器(ADC)、現場可程式化閘陣列(FPGA)、ARM Cortex-A8微處理器,結合應用於自製之量測設備,並能透過網路介面傳輸至電腦。
    經比對自製裝置與商用型部分放電量測設備之測試結果,驗證了自製裝置的正確性。藉由此自製裝置之實現,大幅提升具有低成本及高識別度之部分放電量測設備的發展空間。


    The insulation of power equipment deteriorates, it is often occurs a partial discharge(PD) phenomenon. Part of the discharge will release energy in the form of light, heat, sound and chemical changes, and then produce chemicals such as ozone and oxides, gradually eroding the insulating material, forming a conductive path, forming a treeing structure along the direction of the electric field, and reducing the insulating ability. If the power equipment is damaged due to poor insulation, the power system will be unstable and the power supply quality will be ignited.
    This study develop a low-cost, high signal-identification PD measurement device by using high-frequency current transformers(HFCT), analog-to-digital converters(ADC), a field programmable gate array(FPGA), and an ARM Cortex-A8 microprocessor for a self-designed PD measurement that was able to transmit data to a computer through its network interface.
    The results revealed that the self-designed measurement device was comparable to the commercial model in the recognition of high-frequency PD signals. The self-designed PD measurement device was deemed to have considerable advantages in cost and expandability.

    中文摘要 IV Abstract V 目錄 VII 圖目錄 IX 表目錄 XII 第一章 緒論 1 1.1 研究背景與動機 1 1.2 研究目的 2 1.3 研究方法 3 1.4 章節概述 3 第二章 部分放電原理及量測方法 5 2.1 部分放電專有名詞及定義 5 2.2 部分放電識別圖譜 9 2.2.1 部分放電識別圖譜 9 2.2.2 相位解析圖 10 2.3 部分放電類型 11 2.4 部分放電量測法 17 2.4.1 電氣量測法 17 2.4.2 非電氣量測法 18 第三章 比壓器基本原理及量測方式 21 3.1 比壓器基本原理 21 3.1.1 比壓器定義 21 3.1.2 比壓器之應用 21 3.2 比壓器PD量測方式 26 第四章 自製量測設備之架構與建置 28 4.1 PD量測單元 29 4.1.1 高頻比流器(HFCT) 29 4.1.2 運算放大器(OPA) 32 4.2 信號處理單元 33 4.2.1 類比數位轉換器(ADC) 33 4.2.2 現場可程式閘陣列(FPGA) 36 4.2.3 微處理器 41 4.3 資料儲存單元 43 4.3.1 快閃記憶體(QPSI Flash) 43 4.3.2 隨機存取記憶體(DDR3) 43 4.3.3 SD卡 45 4.4 資料傳輸單元 46 4.4.1 媒體獨立介面(MII) 46 4.4.2 伺服器 47 第五章 系統實現與功能驗證 48 5.1 系統實現 48 5.2 功能驗證 50 第六章 結論與未來展望 55 6.1 結論 55 6.2 未來展望 55 參考文獻 57

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    無法下載圖示 全文公開日期 2024/08/07 (校內網路)
    全文公開日期 本全文未授權公開 (校外網路)
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