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《江苏大学》 2009年
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基于小波分析的低压断路器在线监测技术研究

段青  
【摘要】: 低压断路器机械特性的在线监测,是实现断路器预知性维修的前提,是保证其安全可靠运行的关键,也是对传统离线预防性试验的重大补充和新的发展。现代检测技术的快速发展为低压断路器机械特性的在线监测提供了可靠而有效的方法。低压断路器机械特性在线监测的重点应该放在操动机构上,本文主要介绍低压断路器机械特性在线监测的原理和设计思想,并对试验结果进行分析。 本文首先采用对瞬时信号反应灵敏的霍尔电流传感器检测操动机构中合、分闸线圈的电流信号,采用直流高精度差动变压器式位移传感器测量动触头的行程信号,并将机械位移信号转化成同步的电压信号输出。系统以微芯公司高性能单片机PIC16F877为核心,设计了外围硬件接口电路,其主要包括:传感器的输入、模拟信号的调理、A/D转换、开关量的输入/输出、I/O端口及数据存储器的扩展、键盘及数码显示、单片机与PC机串行通讯、电源设计等,并用汇编语言编写了相关的软件程序。上位机和下位机通信采用RS485串行通讯接口协议,将采集的数据传送至PC机,在PC机上进行波形显示和数据处理,然后计算出低压断路器的合(分)闸时间、平均速度、触头行程、超程等机械特性参数。本设计还采取了一系列的抗干扰措施,其中硬件的抗干扰技术主要有隔离、接地、屏蔽、滤波等,软件的抗干扰技术主要有指令冗余、监视定时器和滑动平均值滤波等。最后,课题采用Visual Basic语言实现人机界面的设计和波形显示部分。 小波变换是近年来发展起来的一种用于处理非平稳信号的分析方法。小波变换不仅具有良好的时频局部性,而且还具有变焦距的特点,能够准确地识别出故障信号中奇异点,是本论文中应用的主要分析方法。本文正是基于小波变换的这一良好特点,选择将其作为电力系统故障分析的方法。文章在探讨了小波变换的基本原理及其在故障分析中的应用之后,主要对其在电力系统中故障信号分析中的应用进行了演示说明。文章在用一个实例说明了小波分析在信号消噪中的应用之后,主要应用李氏指数对电力系统信号奇异点进行识别,并给出了应用实例;最后还探讨了小波分析和BP神经网络结合进行电力系统故障分析的技术,并做了计算机仿真,证明了小波变换在电力系统故障诊断中的实用性及其优越性。 随着传感器技术,信号处理技术,微电子技术以及计算机通讯技术的快速发展,低压断路器机械特性的在线监测技术水平将会不断完善与提高,这必将推动智能化断路器的发展进程。断路器机械特性在线监测技术的发展将是智能化断路器成功研制的关键。
【学位授予单位】:江苏大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:TM561

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