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研究生: 楊承學
Cheng-Hsueh Yang
論文名稱: 局部放電監測設備之改善研究
An Improvement Study on the Partial Discharge Monitoring Apparatus
指導教授: 吳瑞南
Ruay-Nan Wu
口試委員: 張宏展
Hong-Chan Chang
謝宗煌
Tsung-Huang Hsieh
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: 2010
畢業學年度: 98
語文別: 中文
論文頁數: 71
中文關鍵詞: 非接觸式供電局部放電線上監控系統
外文關鍵詞: Non-contact power supply, Partial discharge, On-line monitoring system
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  • 局部放電長期線上監測系統可有效與多元化監測高壓設備絕緣狀態,可節省人力成本與提升電力系統的安全、可靠與品質。然而,地下電纜場所並無可提供監測設備之電源,因此非接觸式供電為可行之方案。
    本文將既有的量測系統與非接觸式電源改善及整合,量測系統為差動電路、絕對值電路及峰值保持與重置電路組成,並將原有的門檻電路與充電偵測電路以DSP內部設定取代,新增兩個類比多工器,具有六組信號通道,可量測三個電纜接頭;電源部份以非接觸式感應擷取能源達到自給自足,並搭配倍壓電路、穩壓IC與儲能裝置將能源有效的轉換應用,同時將電路精簡化,將電路以PCB板呈現同時抑制雜訊,使信號不受干擾。
    經實驗測試,得知電纜電流達到20A時,即可使監測裝置運轉,達到自給式電源目的,此系統額外配有儲能裝置,當電纜電流低於20A時,由儲能裝置持續供應,使系統正常運轉;信號波形經測試後,各功能均符合預期的規劃。


    The long-term on-line monitoring partial discharge system can effectively and variously monitor the status of high-voltage insulated equipment; besides, it can save on labor costs and improve power system security, reliability and quality. However, there is no power to provide monitoring devices of underground cable place, so non-contact power supply is a feasible scheme.
    This paper has modified and integrated the existing measurement system with non-contact power supply. The measurement system is composed of differential circuit, absolute value circuit and peak-hold with reset circuit; moreover, it replaced the original threshold circuit and charged detection circuit with DSP inside setting. It can measure three cable joints by adding two analog multiplexers with six groups of signal channels. The part of power supply uses non-contact induction to capture energy in order to reach self-sufficient and collocates with double voltage circuit, voltage regulator IC and energy storage devices to convert the energy efficiently. Simultaneously, this research simplifies the circuit presenting by the PCB board while suppressing noise so as to prevent signal interference.
    As a experimental result, the monitoring device does work by non-contact power supply while the current of cable is larger than 20A, it can operate the monitoring devices to achieve the purpose of self-sufficient. This system is equipped with additional energy storage devices while current of cable is lower than 20A, allowing the system operates normally. It is evidenced that all the functions of signal processing circuits are conformed with proposal.

    中文摘要 I Abstract II 誌謝 IV 目錄 V 圖索引 VIII 表索引 XII 第一章 緒論 1 1.1背景與動機 1 1.2研究目的與方法 2 1.3章節簡述 5 第二章 局部放電監測設備研製 7 2.1量測單元設計 7 2.1.1電壓訊號量測 7 2.1.2局部放電量測 8 2.1.3局部放電感測器設計 9 2.2信號處理單元設計 10 2.2.1局部放電信號處理(PDSP) 10 2.2.2數位訊號處理器(DSP) 17 2.3傳輸單元 20 第三章 自給式電源設計 23 3.1電源介紹 23 3.2電源研製 24 3.2.1非接觸式電源 25 3.2.2儲能裝置及充電控制電路 30 3.2.3外接式電源 35 3.3穩壓電路介紹 36 3.4電路保護介紹 37 第四章 訊號干擾防治 40 4.1信號干擾與防治 40 4.1.1雜訊定義 40 4.1.2耦合路徑 41 4.1.3PCB佈局原則 43 4.1.4抑制方法 45 4.2電路板繪製、設計 48 第五章 各電路實驗結果與波形量測 52 5.1試驗電路設備實體圖 52 5.2電源測試 52 5.3局部放電訊號測測試 57 第六章 結論與未來展望 62 6.1結論 62 6.2未來展望 62 參考文獻 64 附錄 67 作者簡介 71

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