本文關(guān)鍵詞：基于超高頻法的GIS局部放電在線監(jiān)測系統(tǒng)的抗干擾研究

  更多相關(guān)文章： 氣體絕緣組合開關(guān) 局部放電 超高頻法 抗干擾 提升雙樹復(fù)小波

【摘要】：氣體絕緣組合開關(guān)(Gas Insulated Switchgear,GIS)因其結(jié)構(gòu)緊湊、不受外界環(huán)境影響、占地面積小、檢修周期長、運(yùn)行可靠性高等優(yōu)點(diǎn)而越來越廣泛的應(yīng)用于電力系統(tǒng)當(dāng)中,對其進(jìn)行局部放電在線監(jiān)測具有重大的意義,其中,超高頻(Ultra High Frequency,UHF)在線監(jiān)測方法逐漸在GIS局部放電在線監(jiān)測領(lǐng)域得到推廣。但由于局放在線監(jiān)測現(xiàn)場的電磁環(huán)境十分復(fù)雜,而且放電信號本身就很微弱,局放信號往往完全淹沒在強(qiáng)大的電磁干擾,尤其是白噪聲干擾中,因此,如何有效地抑制干擾成為局部放電監(jiān)測系統(tǒng)必不可少的環(huán)節(jié)。本文以基于超高頻法的GIS局部放電在線監(jiān)測系統(tǒng)的抗干擾研究為對象,在利用傅立葉級數(shù)濾波算法濾除周期性窄帶干擾的基礎(chǔ)上,結(jié)合雙樹復(fù)小波變換良好的去噪能力和提升小波變換高效的計算能力,提出對雙樹復(fù)小波變換進(jìn)行提升,得到第二代雙樹復(fù)小波變換,應(yīng)用提升雙樹復(fù)小波變換進(jìn)行干擾抑制研究,并且在局部放電在線監(jiān)測軟件系統(tǒng)中引入該算法,應(yīng)用于現(xiàn)場監(jiān)測實(shí)驗(yàn),使整個在線監(jiān)測系統(tǒng)的抗干擾能力得到顯著提高。論文的主要研究內(nèi)容以及取得成果如下：(1)總結(jié)GIS內(nèi)部常見的絕緣缺陷和典型的局部放電類型,分析了GIS內(nèi)部局部放電的放電機(jī)理；通過推導(dǎo)GIS等效同軸波導(dǎo)系統(tǒng)的電磁波波動方程,分析了GIS內(nèi)部電磁波傳播特性；然后利用Ansoft HFSS軟件進(jìn)行GIS內(nèi)局部放電仿真,定性分析GIS內(nèi)部電磁波的傳播和衰減規(guī)律,為抗干擾研究奠定理論基礎(chǔ)。(2)分析了基于超高頻法的GIS局部放電在線監(jiān)測系統(tǒng)的軟硬件系統(tǒng)的設(shè)計過程和系統(tǒng)性能,并以該系統(tǒng)為研究對象,分析其在監(jiān)測現(xiàn)場所受的干擾特點(diǎn),確定該局放在線監(jiān)測系統(tǒng)有可能采集的干擾信號包括周期性窄帶干擾中頻率為900MHz的無線電信號以及白噪聲干擾。(3)運(yùn)用傅立葉級數(shù)濾波算法對周期性窄帶干擾進(jìn)行抑制,提出應(yīng)用提升雙樹復(fù)小波變換算法進(jìn)行白噪聲干擾抑制,并從運(yùn)算效率和去噪效果兩方面對提升雙樹復(fù)小波算法的性能進(jìn)行評估,結(jié)果表明該算法的運(yùn)算效率和去噪效果均要優(yōu)于第一代實(shí)數(shù)小波算法和復(fù)小波算法。(4)在GIS實(shí)驗(yàn)平臺上進(jìn)行抗干擾應(yīng)用試驗(yàn),以檢驗(yàn)本文所設(shè)計的去噪算法的有效性。試驗(yàn)結(jié)果表明,本文所設(shè)計的基于傅立葉級數(shù)濾波和提升雙樹復(fù)小波變換的去噪算法能夠有效抑制監(jiān)測系統(tǒng)所受到的干擾,數(shù)據(jù)處理結(jié)果能夠準(zhǔn)確表征GIS內(nèi)部局部放電狀態(tài),具有很高的工程應(yīng)用價值。
【關(guān)鍵詞】：氣體絕緣組合開關(guān) 局部放電 超高頻法 抗干擾 提升雙樹復(fù)小波
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TM595
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第1章 緒論11-22
• 1.1 研究背景與意義11-13
• 1.2 研究現(xiàn)狀13-20
• 1.2.1 GIS局部放電在線監(jiān)測方法的分析和比較13-16
• 1.2.2 GIS局部放電在線監(jiān)測設(shè)備的國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r16-18
• 1.2.3 GIS局部放電抗干擾的研究現(xiàn)狀18-20
• 1.3 本文的主要工作20-22
• 第2章 GIS局部放電機(jī)理及其電磁波傳播特性的分析22-38
• 2.1 概述22
• 2.2 GIS局部放電的機(jī)理分析22-26
• 2.2.1 GIS典型局部放電的分析22-25
• 2.2.2 GIS局部放電的發(fā)生機(jī)理分析25-26
• 2.3 GIS局部放電電磁波特性的理論分析26-30
• 2.4 基于Ansoft HFSS的GIS局部放電電磁波仿真計算30-37
• 2.4.1 有限元法在電磁波仿真計算中的應(yīng)用30-33
• 2.4.2 仿真模型的建立33-34
• 2.4.3 仿真結(jié)果的分析34-37
• 2.5 本章小結(jié)37-38
• 第3章 基于超高頻法的局部放電在線監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計及干擾因素分析38-51
• 3.1 概述38
• 3.2 在線監(jiān)測系統(tǒng)的硬件部分設(shè)計38-42
• 3.2.1 在線監(jiān)測系統(tǒng)的總體設(shè)計38-39
• 3.2.2 超高頻傳感器的設(shè)計和性能分析39-41
• 3.2.3 主控采集系統(tǒng)的設(shè)計41-42
• 3.3 上位機(jī)軟件系統(tǒng)的設(shè)計42-48
• 3.3.1 操作界面模塊的設(shè)計42-43
• 3.3.2 通信模塊的設(shè)計43-45
• 3.3.3 數(shù)據(jù)庫模塊的設(shè)計45-46
• 3.3.4 特征參數(shù)計算模塊的設(shè)計46-48
• 3.4 監(jiān)測系統(tǒng)的干擾因素分析48-50
• 3.5 本章小結(jié)50-51
• 第4章 基于傅立葉級數(shù)濾波和提升雙樹復(fù)小波變換算法的抗干擾研究51-69
• 4.1 概述51
• 4.2 基于傅立葉級數(shù)濾波法的周期性窄帶干擾抑制51-52
• 4.3 實(shí)數(shù)小波變換的分析及其在信號處理中的應(yīng)用52-55
• 4.3.1 小波的定義52-53
• 4.3.2 離散小波變換的原理分析53-54
• 4.3.3 離散小波變換的局限性54-55
• 4.4 提升雙樹復(fù)小波在抗干擾研究中的應(yīng)用55-60
• 4.4.1 復(fù)小波變換在信號處理中的應(yīng)用55-57
• 4.4.2 第一代雙樹復(fù)小波變換的分析57-58
• 4.4.3 雙樹復(fù)小波變換的提升58-60
• 4.5 提升方案的確定60-64
• 4.5.1 插值法的原理分析60-62
• 4.5.2 提升方案的確定62-64
• 4.6 提升雙樹復(fù)小波變換算法的性能分析64-68
• 4.6.1 局放信號的仿真數(shù)學(xué)模型建立64-65
• 4.6.2 不同小波去噪算法的運(yùn)算效率分析比較65-66
• 4.6.3 不同小波去噪算法的去噪效果分析比較66-68
• 4.7 本章小結(jié)68-69
• 第5章 監(jiān)測系統(tǒng)的性能測試與現(xiàn)場抗干擾應(yīng)用試驗(yàn)69-84
• 5.1 概述69
• 5.2 監(jiān)測系統(tǒng)軟硬件實(shí)驗(yàn)室性能測試69-75
• 5.2.1 軟件測試69-74
• 5.2.2 硬件組裝與調(diào)試74-75
• 5.3 現(xiàn)場抗干擾應(yīng)用試驗(yàn)75-79
• 5.3.1 局部放電現(xiàn)場試驗(yàn)原理圖與試驗(yàn)平臺75-77
• 5.3.2 噪聲與缺陷模擬77-78
• 5.3.3 試驗(yàn)步驟78-79
• 5.4 試驗(yàn)結(jié)果分析79-83
• 5.5 本章小結(jié)83-84
• 結(jié)論與展望84-86
• 參考文獻(xiàn)86-91
• 致謝91-92
• 附錄A 攻讀學(xué)位期間取得的研究成果92

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本文編號：691640