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容性设备介质损耗角的分布式在线监测关键技术的研究

沈显庆  
【摘要】: 电容型设备介质损耗角的测量准确性和稳定性是实现其由定期检修向状态维修过渡的前提和基础,本论文是在黑龙江省科技厅项目和教育厅重点项目“高压电力设备绝缘在线监测与诊断技术(11511340)”项目支撑下完成的。 总结了电容型设备tanδ高精度数字测量方法,在分析了相关函数法、最小二乘法拟合信号法和谐波分析法的基础上,提出了一种基于小波变换域维纳滤波的加窗谐波分析法,通过提取母线电压和泄漏电流的基波相位,实现对tanδ的测量;并利用自适应神经网络与小波变换构成的数字低通滤波器,来提高泄漏电流的分辨率。仿真实验和实际测量结果表明,该方法较原有谐波分析算法,能有效抑制频谱泄漏问题,计算精度明显提高了。 总结了数据压缩的方法,在分析了Huffman编码、算数编码和自适应Huffman编码的基础上,结合电容型设备在线监测信息量大、信息冗余的特点,改进了嵌入式零树小波包压缩算法,实现对在线所监测数据进行有效压缩,通过对小波阈值的合理选择,使监测信息得到有效的集中,提高了信息管理与分析诊断的效率。 总结了在线监测信号的提取方法,在分析了数理统计、自适应广义形态滤波和小波奇异点检测方法的基础上,采用滤波的思想实现趋势提取。在频域方面,通过对小波分解、重构和不同阈值的选取,实现对数据中噪声的有效剔除;在时域方面,利用最优相关滤波,实现对数据中存在的各种加性噪声和调制性噪声进行抑制。 将灰关联分析和粗糙集理论引入电容型设备绝缘诊断中,采用灰关联度对不同监测序列之间的相近程度进行量化,从而判断绝缘的状况;利用支持度和信任度综合挖掘绝缘特性的一般规律。 提出了利用信号发生器及四象限乘法器构成的硬件正交分解器对漏电流信号进行正交分解,实现对对母线电压电阻性漏电流、电容性漏电流的正交分量信号进行滤波,从而进一步提高了漏电流的分辨率。结合DSP的同步采样,减少了电网频率波动对介损值测量精确度的影响问题;在软件设计方面,对频谱泄漏和滤波相移采用了相位差补偿,以提高tanδ的计算精度,并实现了基于Web方式的绝缘在线监测信息查询系统。


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