本文關(guān)鍵詞：電力電纜故障檢測與定位系統(tǒng)設計

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【摘要】：電力電纜故障對城市用電造成巨大的影響,電力電纜故障檢測與定位系統(tǒng)致力于提供迅速準確的故障定位信息。論文設計了準確、智能和便攜的檢測與定位系統(tǒng),給出了系統(tǒng)的整體設計,并落實了系統(tǒng)核心設備定位儀的樣機研發(fā)。系統(tǒng)分為設備、網(wǎng)絡與服務功能三個部分。系統(tǒng)設備包括定位儀、路徑儀以及千伏高壓發(fā)生器,其中定位儀根據(jù)行波原理,使用低壓脈沖法對開路故障以及低阻短路故障進行故障檢測,利用小波奇異點檢測算法進行故障定位；路徑儀采用信號注入法,用于故障現(xiàn)場的故障尋蹤；千伏高壓發(fā)生器配合定點儀使用,采用二次脈沖法對高阻短路故障進行檢測與定位。系統(tǒng)網(wǎng)絡包括服務器與終端網(wǎng)絡模塊,搭建通訊網(wǎng)絡供設備與服務使用。服務功能包括遠程技術(shù)支持、歷史數(shù)據(jù)管理、系統(tǒng)在線更新以及后續(xù)的擴展服務功能。定位儀搭載了基于Xilinx Zynq-7000 FPGA的處理平臺,采用FPGA內(nèi)嵌ARM硬核的方式取代傳統(tǒng)的FPGA加ARM雙核架構(gòu),實現(xiàn)了更高性能的高速信號采集處理并具有很好的可擴展性。論文使用了Xilinx Vivado開發(fā)套件進行定位儀的軟件開發(fā),在FPGA層次使用Verilog語言進行板塊設計,在ARM層次使用C語言進行嵌入式軟件開發(fā)。論文還完成了模擬服務器程序設計以及簡單的人機交互程序設計。論文討論了小波奇異點檢測算法在定位儀上的應用,使用了2階B樣條小波對數(shù)據(jù)進行分解,通過細節(jié)系數(shù)模極大值的搜索,自動判讀故障點并計算故障距離。為了排除了一些判定錯誤,定義了信號極性功率,通過極性功率對信號進行預處理,最終使系統(tǒng)獲得了優(yōu)秀的定位效果。
【關(guān)鍵詞】：電力電纜 故障定位 Zynq-7000 行波法 B樣條小波
【學位授予單位】：東南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TM75
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第一章 緒論9-15
• 1.1 論文的背景與意義9-10
• 1.1.1 電力電纜故障搶修情況9-10
• 1.2 研究現(xiàn)狀及分析10-12
• 1.3 低壓脈沖法及二次脈沖法原理12-14
• 1.4 論文的主要工作與創(chuàng)新點14
• 1.5 論文結(jié)構(gòu)安排14-15
• 第二章 電力電纜故障檢測與定位系統(tǒng)設計15-21
• 2.1 系統(tǒng)設計目標15-16
• 2.2 系統(tǒng)設計16-19
• 2.2.1 設備方案設計16-18
• 2.2.2 網(wǎng)絡方案設計18
• 2.2.3 服務方案設計18-19
• 2.3 本章小結(jié)19-21
• 第三章 電力電纜故障定位儀設計21-39
• 3.1 定位儀硬件電路設計21-31
• 3.1.1 采樣單元設計22-26
• 3.1.2 控制單元設計26-29
• 3.1.3 脈沖發(fā)生單元設計29-30
• 3.1.4 電源及整體線路設計30-31
• 3.2 定位儀軟件架構(gòu)設計31-38
• 3.2.1 采樣與控制軟件架構(gòu)設計32-35
• 3.2.2 人機交互單元軟件架構(gòu)設計35-36
• 3.2.3 模擬服務器軟件架構(gòu)設計36-37
• 3.2.4 算法架構(gòu)軟件設計37-38
• 3.3 本章小結(jié)38-39
• 第四章 電力電纜故障定位算法研究39-45
• 4.1 小波奇異點檢測基本理論39-40
• 4.1.1 小波分解的基本理論39
• 4.1.2 基于小波分解的奇異點檢測39-40
• 4.2 小波奇異點檢測在電纜故障檢測中的應用40-43
• 4.2.1 算法的調(diào)試與討論40-43
• 4.3 本章小結(jié)43-45
• 第五章 電力電纜故障定位儀的實現(xiàn)45-53
• 5.1 定位儀的仿真研究45-47
• 5.2 定位儀硬件及軟件平臺的實現(xiàn)47-49
• 5.3 定位儀算法的實現(xiàn)49-52
• 5.3.1 數(shù)據(jù)預處理目標49
• 5.3.2 數(shù)據(jù)預處理實現(xiàn)49-51
• 5.3.3 總體實現(xiàn)51-52
• 5.4 本章小結(jié)52-53
• 第六章 總結(jié)與展望53-55
• 致謝55-57
• 參考文獻57-59
• 攻讀碩士學位期間所獲得的科研成果59

【參考文獻】

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本文編號：976614