移相电容器绝缘在线监测系统研究

摘要

近年来，无功补偿设备在电力系统中得到了广泛的应用。作为最主要的无功补偿设备，移相电容器在电力系统中数量日益增多，对其绝缘性能进行在线监测意义重大。介质损耗因数(tanδ)是绝缘在线监测的主要参数，但由于电网频率波动、高次谐波干扰、相间耦合等因素的影响，介质损耗因数测量结果稳定性与重复性差，严重影响了设备绝缘性能的监测分析。为了提高介质损耗因数测量和绝缘分析准确性，本文重点研究高精度数字化介损测量算法和新兴数据分析技术在绝缘在线监测系统中的应用。论文主要内容如下： 本文研究了一种基于Blackman-Harris窗频谱校正的介损测量算法，通过数值计算仿真分析其理论误差，仿真结果表明：该算法能克服各种干扰因素的影响，满足高精度介损测量的需要。 本文完成了移相电容器绝缘在线监测系统总体设计，采用CAN总线进行数据传输，设计了数据通信接口与通信协议，完成了数据收发实验；在LabVIEW开发环境下，设计了监控主机软件，实现了数据库基本操作和高精度介损测量算法，采用多尺度小波对介损信号长期变化趋势进行了分析提取实验；研究了支持向量机回归技术，并将其初步应用于绝缘劣化动力建模。 本文采用开放式、模块化设计方法，使绝缘在线监测系统可以方便地升级改造，实现对多种电力设备的在线监测。

目录

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第1章 绪论

1.1 本文研究的背景和意义

1.2 电容型设备绝缘在线监测技术研究现状

1.3 当前绝缘在线监测系统存在的主要问题

1.4 本文主要研究内容

第2章 介质损耗测量原理

2.1 介质损耗基本概念

2.2 现有介损测量方法

2.2.1过零比较法

2.2.2正弦波参数法

2.2.3相关分析法

2.2.4谐波分析法

2.3 影响介损测量准确性的因素

2.3.1 TV角差影响

2.3.2 A/D转换精度影响

2.3.3电网频率波动影响

2.3.4电力系统谐波影响

2.3.5环境温度和湿度影响

2.4本章小结

第3章 基于Blackman-Harris窗频谱校正算法研究

3.1频谱泄漏与栅栏效应产生原理

3.2经典窗函数特性分析

3.3 基于Blackman-Harris窗频谱校正的介损测量

3.3.1基于Blackman-Harris窗频谱校正算法原理

3.3.2基于Blackman-Harris窗频谱校正的介损测量

3.4仿真实验与分析

3.4.1仿真参数设置

3.4.2仿真结果分析

3.5本章小结

第4章 绝缘监测终端与CAN通信接口设计

4.1 系统构成与工作原理

4.2 绝缘监测终端

4.2.1数据采集单元

4.2.2数据处理单元

4.2.3软件总体设计

4.3基于eCAN模块的数据通信

4.3.1 eCAN模块的工作原理

4.3.2数据通信硬件设计

4.3.3数据通信软件设计

4.4本章小结

第5章 绝缘在线监测系统上位机软件设计

5.1上位机软件结构

5.2前端交互模块

5.2.1 登陆与帮助

5.2.2 参数设置

5.3 通信接口模块

5.3.1 接口初始化

5.3.2 CAN数据传输程序

5.4数据处理模块

5.4.1系统数据库操作

5.4.2加窗插值频谱校正介损测量的虚拟化实现

5.5绝缘分析模块

5.5.1介损在线监测数据趋势提取

5.5.2绝缘劣化动力建模

5.6本章小结

结 论

参考文献

附录

致 谢