【摘要】：在日常生活中,雷電是在各地都非常普遍的自然災(zāi)害,其釋放的巨大能量經(jīng)常影響到國家輸電網(wǎng)絡(luò)的正常運(yùn)行。由于經(jīng)濟(jì)成本等因素的限制,我國很多的輸電線路處于裸導(dǎo)線狀態(tài),常年暴露于外界,因雷擊而造成的故障占到跳閘原因的百分之五十以上,這已經(jīng)成為電力系統(tǒng)的一大問題。因此,一種能夠迅速地、準(zhǔn)確地找到雷擊故障所在地的方案,在保障供電系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行中扮演著至關(guān)重要的作用。為了更清楚的分析和設(shè)計雷電定位系統(tǒng),本文中首先介紹了雷電定位系統(tǒng)、數(shù)字下變頻技術(shù)以及精確時間標(biāo)定技術(shù)的發(fā)展背景及意義,查找資料并研究了它們當(dāng)前在國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀。然后在第二章以及第三章中詳細(xì)的分析了數(shù)字下變頻技術(shù)的基礎(chǔ)理論并進(jìn)行了系統(tǒng)的詳細(xì)設(shè)計,比如積分級聯(lián)濾波器、有限沖擊響應(yīng)數(shù)字濾波器等。同時,在第四章中,對精確時間標(biāo)定技術(shù)的特性進(jìn)行了研究,進(jìn)行了授時系統(tǒng)的設(shè)計。在第五章中,利用Vivado和Modesim等軟件進(jìn)行具體的硬件電路實(shí)現(xiàn),并編寫相應(yīng)的功能程序,將設(shè)計需求轉(zhuǎn)變?yōu)閷?shí)際的代碼以及電路結(jié)構(gòu)。另外,對于所編寫的程序,進(jìn)行了準(zhǔn)確的的仿真測試以及功能調(diào)試。最后,總結(jié)了本論文工作的內(nèi)容并提出了設(shè)計中的有待改進(jìn)之處。本文中利用時差定位技術(shù)(TOA)、模數(shù)轉(zhuǎn)換技術(shù)、數(shù)字下變頻技術(shù)、信號處理技術(shù)以及時鐘同步技術(shù),設(shè)計出了能夠?qū)崟r監(jiān)測輸電線路并對雷擊精確授時的的系統(tǒng)。該系統(tǒng)能夠不間斷的對輸電線路的磁場狀況進(jìn)行監(jiān)測,當(dāng)某處受到雷擊影響時,其周圍的磁場會立刻隨之變化,此時,通過模數(shù)轉(zhuǎn)換,在FPGA中所接收的數(shù)字信息就會即刻產(chǎn)生故障尖峰。再通過能量閾值檢測,配合GPS中精確的PPS秒脈沖,能夠?qū)λ邮艿降墓收霞夥暹M(jìn)行準(zhǔn)確的授時。各地的雷擊測量站以此為根據(jù)便能精確的計算出雷擊所發(fā)生的位置,并及時、快速的對故障進(jìn)行修理,保障輸電網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定運(yùn)行。通過各地的雷擊故障檢測系統(tǒng),根據(jù)GPS的常時穩(wěn)定性以及恒溫晶振的短時穩(wěn)定性,能夠?qū)⒗讚艄收蠒r間誤差控制在100ns,其對應(yīng)的地理位置誤差為30米,這個結(jié)果非常準(zhǔn)確,能夠保障排查人員迅速的找到故障所在。
【圖文】：

積分梳狀濾波器的幅頻特性圖

實(shí)際監(jiān)測的雷電波形
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TM863

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2673015