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发电厂和变电站的直流系统为各种监控保护设备及操作回路提供电源,其运行状况的好坏直接关系到发电厂和变电站能否正常运行。支路接地是直流系统最常见的绝缘破坏故障,若不能及时发现并排除接地点,在系统出现多点接地时,会引起严重后果,接地故障定位装置正是为此目的而研制。
论文首先介绍了当前常用的几种直流供电系统绝缘检测方法,较为详细地分析了它们的优缺点。在低频信号注入法基本原理的基础上,本文给出了基于数字滤波器的直流接地设计方案,然后从硬件和软件两个方面详细介绍了直流系统接地故障检测装置的研制方法。
本文在分析低频信号注入法缺陷的基础上,改进了信号太小而无法检测和处理的弱点,通过数字滤波方法精确地提取了直流系统中有用的电流信号,从而有效的弥补了低频信号注入法的不足之处。即采样正弦信号后进行频谱分析,并利用数字信号处理技术设计低通数字滤波器提取有用的电流信号以计算接地电阻来判断故障支路。本文详细讲述了基于数字滤波器的接地故障检测的基本原理和设计过程,并给出了实验计算结果。
本文设计了一个线性相位FIR低通数字滤波器,对微小的漏电流信号进行提取和分析;研究了MATLAB软件在数字滤波器处理中的应用;设计了具有直流系统接地故障及所在支路判断和正负极母线或线缆对地绝缘电阻测量功能的硬件电路;并编写了信号处理滤波和检测程序;对系统原理进行了分析和实验。
实验结果表明支路电流信号中存在着大幅值低频干扰的情况下,通过加入低通数字滤波的方法可以很好提取有用信号,滤除各种低频干扰,弥补了低频信号注入法检测精度不高的缺陷,达到精确检测的目的。