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非侵入式低压用电故障监测方法及装置研究

杨庆胜  
【摘要】:低压用电网非侵入式负荷监测是指在用户入口安装传感器获取总电流和端电压,通过对采集数据进行数字信号处理,通过算法分析提取户内各类用电设备的用电信息,从而达到辨识用户负荷设备,监测低压用电故障的目的。首先,研究了非侵入式故障信号提取算法,研究了小波分析算法、基于滑动窗双边CUSUM的暂态事件监测算法和加权CUSUM双边变点检测算法在非侵入式故障监测中的应用,并对其进行了仿真分析和比较,并发现小波分析算法作为非侵入式低压用电的故障信号提取算法体现出了更优越的性能。然后,分析了低压配电网非侵入式故障检测与定位技术,提出了非侵入式监测系统的总体架构,系统由用户侧主站、故障监测终端、在线式电能质量检测仪、电能表、通讯网络等构成。在此基础上,以某公司宿舍楼的配电系统电路为例建立电路模型,进行短路电流计算,为所提出故障信号提取算法提供短路故障检测阈值判据。为实现短路故障的检测和定位,基于案例电路建立了低压用电网多叉树状拓扑结构,详细介绍了短路故障的判据以及短路故障的定位算法。论文介绍了基于LabVIEW开发环境的非侵入式低压用电故障监测装置的硬件设计和软件设计。对非侵入式低压用电故障监测装置进行了现场测试实验,介绍了测试环境,提出了实验方法,给出了实验结果并通过分析对比得出实验结论,论证了监测装置的实用性。


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