本文關(guān)鍵詞：煤礦高壓電纜在線絕緣監(jiān)測系統(tǒng)研究

  更多相關(guān)文章： 煤礦高壓電纜 局部放電 小波去噪 絕緣監(jiān)測 絕緣預(yù)警

【摘要】：與其他類型電纜相比,XLPE電力電纜具有更好的電氣和耐熱性能,不會有因為漏油而引起火災(zāi)和爆炸的可能性,這些優(yōu)良特性都十分符合煤礦供電網(wǎng)絡(luò),特別是井下供電特殊環(huán)境條件的要求,因此XLPE電力電纜在國內(nèi)的煤礦電力系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。但由于井下巷道潮濕多水的工作環(huán)境,或由于對井下供電電纜線路平時維護少、更換不及時等原因,使得XLPE電力電纜的絕緣狀態(tài)逐漸下降,從而導(dǎo)致煤礦井下動力電纜故障時有發(fā)生,給安全生產(chǎn)帶來不利影響。針對以上問題,本文采用局部放電檢測原理對電纜的絕緣狀態(tài)進行在線監(jiān)測,以降低電纜故障發(fā)生的可能性,研究工作主要包括以下四部分:一、通過對煤礦高壓電纜應(yīng)用環(huán)境的綜合分析和考慮,選擇了一種適用于井下電纜絕緣狀態(tài)在線監(jiān)測的方法,此方法通過現(xiàn)場采集電纜的局部放電信號,經(jīng)過光電轉(zhuǎn)換后將其送往工控機,工控機對其進行小波閥值去噪后提取其特征值,最后經(jīng)過查表對比發(fā)出不同級別的預(yù)警信息和檢修意見,從而達到實時監(jiān)測電纜絕緣狀態(tài)和預(yù)警的目的。二、為保證監(jiān)測系統(tǒng)能夠提取到電纜的局部放電脈沖信號,對其在電纜中的傳播特性進行了理論分析和仿真研究,證明了其衰減規(guī)律,同時也對基于信號反射特性的絕緣下降點位置預(yù)判方法進行了一定的研究,為進一步系統(tǒng)的研制提供了理論基礎(chǔ)。三、針對電纜局部放電信號微弱、容易被井下電磁噪聲所干擾的問題,設(shè)計了一種基于小波分析的閥值去噪方法。通過仿真分析表明,采用此方法對噪聲干擾后的局放信號進行處理能夠取得良好的效果,但為了確保在實際應(yīng)用中的有效性,同時也對現(xiàn)場采集的局放信號進行了處理,結(jié)果證實了此方法的可行性。四、通過對硬件和軟件的設(shè)計,制作出煤礦高壓電纜絕緣監(jiān)測系統(tǒng)的裝置實物,并在實驗室進行了初步試驗,驗證了裝置的實用性,最后在煤礦現(xiàn)場試驗中也達到了預(yù)期的要求。
【關(guān)鍵詞】：煤礦高壓電纜 局部放電 小波去噪 絕緣監(jiān)測 絕緣預(yù)警
【學(xué)位授予單位】：河南理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TD61
【目錄】：

• 致謝4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 1 緒論10-18
• 1.1 課題研究的背景及意義10-11
• 1.2 電纜絕緣監(jiān)測國內(nèi)外研究狀況11-16
• 1.3 煤礦高壓電纜絕緣監(jiān)測方法的選擇16-17
• 1.4 本文的研究內(nèi)容17-18
• 2 XLPE電纜局部放電及其傳播特性的研究18-36
• 2.1 電纜局部放電原理18-20
• 2.1.1 電纜的擊穿過程18-19
• 2.1.2 局部放電過程的理論分析19-20
• 2.2 局放信號檢測方法的研究20-24
• 2.3 局放信號的傳播特性研究24-26
• 2.3.1 信號在電纜中的衰減特性研究24-25
• 2.3.2 局放信號的反射和透射現(xiàn)象25-26
• 2.4 局放信號傳播特性的仿真分析26-34
• 2.4.1 電纜模型的建立26-27
• 2.4.2 局放脈沖模型的建立27-28
• 2.4.3 MATLAB仿真與結(jié)果分析28-34
• 2.5 本章小結(jié)34-36
• 3 小波分析在局放信號去噪中的應(yīng)用研究36-48
• 3.1 小波分析的基本思想36-38
• 3.2 小波在局放信號去噪的應(yīng)用38-41
• 3.2.1 小波去噪的方法38-39
• 3.2.2 閥值函數(shù)的選取39-40
• 3.2.3 閥值作用方法的選取40-41
• 3.3 局放脈沖信號的模型41-42
• 3.4 小波去噪的仿真和實驗研究42-47
• 3.5 本章小結(jié)47-48
• 4 煤礦高壓電纜在線絕緣監(jiān)測系統(tǒng)的硬件設(shè)計48-62
• 4.1 硬件系統(tǒng)的設(shè)計原則48
• 4.2 硬件系統(tǒng)的總體構(gòu)造48-49
• 4.3 現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集模塊49-57
• 4.3.1 高頻電流傳感器50-51
• 4.3.2 信號調(diào)理電路51-52
• 4.3.3 模數(shù)轉(zhuǎn)換電路52-53
• 4.3.4 光纖通訊模塊53-55
• 4.3.5 FPGA最小系統(tǒng)設(shè)計55-57
• 4.4 數(shù)據(jù)傳輸模塊57-61
• 4.4.1 電源電路58-59
• 4.4.2 時鐘信號與復(fù)位電路設(shè)計59-60
• 4.4.3 JTAG電路60
• 4.4.4 串口通信電路60-61
• 4.4.5 外擴存儲器61
• 4.5 本章小結(jié)61-62
• 5 煤礦高壓電纜在線絕緣監(jiān)測系統(tǒng)的軟件設(shè)計62-66
• 5.1 上位機絕緣監(jiān)測的功能62-63
• 5.2 預(yù)警方案的軟件設(shè)計63-64
• 5.3 監(jiān)測系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫設(shè)計64
• 5.4 絕緣監(jiān)控界面軟件64-65
• 5.5 本章小結(jié)65-66
• 6 煤礦高壓電纜局部放電監(jiān)測裝置的試驗研究66-74
• 6.1 實驗室初步試驗66-67
• 6.2 現(xiàn)場試驗67-72
• 6.3 本章小結(jié)72-74
• 7 總結(jié)與展望74-76
• 參考文獻76-80
• 個人簡歷80-82
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集82

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