一种新型局部放电在线监测装置的研究

摘要

局部放电是影响高压电工设备安全运行重要因素.由于电力设备工作环境复杂,局部放电信号的检测一直是局部放电研究重要组成部分,影响着进一步的故障诊断.该文在总结以前局部放电研究成果的基础上,提出了一种局部放电实时在线监测的解决方案.围绕此解决方案主要完成了以下主要工作:1)阅读了国内外大量相关文献,透彻分析了局部放电和各种干扰信号的时域、频域的波形特征,并对各种检测手段进行了分析.2)通过对局部放电和干扰的分析,针对局部放电信号实时处理的要求,利用高速的现场可编程逻辑器件和数字信号处理器完成了信号处理的硬件电路板的设计与制作.3)在现场环境中,背景干扰主要是周期性的窄带,该文利用硬件描述语言(VHDL)设计了一个多带FIR有限冲击响应滤波器.应用到可编程逻辑器件中,消除了背景噪声中的周期性干扰,为信号的进一步处理提供尽可能干净的信号.4)通过对局部放电信号的预处理,窄带的周期性干扰信号被滤除,但是一些周期性的脉冲信号由于宽带较宽未能得到有效抑制.通过建模和仿真分析,自适应滤波器能比较好的抑制相关性很强的周期性干扰信号.该文利用对数字信号处理进行了优化的数字信号处理器(DSP)作为核心处理芯片,对信号进行进一步的提取.以前面仿真分析为基础,利用汇编语言编制了自适应滤波程序,并进行了调试.

目录

文摘

英文文摘

独创性说明及关于论文使用授权的说明

1绪论

1.1局部放电在线监测的目的和意义

1.2局部放电检测的方法

1.3在线监测中信号处理技术的发展

1.4课题研究的内容及主要方法

2局部放电及干扰分析

2.1局部放电的波形分析

2.2局部放电干扰分析

2.2.1干扰的耦合路径

2.2.2干扰的特征分析

2.2.3干扰的频域分析

2.3局部放电与干扰信号的分离技术分析

2.4小结

3系统信号的采集与预处理设计

3.1前置放大器的选型、设计与实现

3.2前置抗混叠滤波器的设计与实现

3.3采样芯片的选择

3.4协处理芯片FPGA的选型与设计

3.5 DSP与FIFO的接口电路与地址译码电路设计

3.6小结

4基于FPGA的抑制周期性干扰的滤波器设计

4.1 FIR多带滤波器设计

4.2FIR在FPGA硬件上的实现

4.3小结

5基于DSP的自适应数字滤波器在局放在线监测中的应用

5.1 DSP芯片的基本结构和特征

5.1.1引言

5.1.2可编程DSP芯片特点

5.1.3 DSP芯片的基本结构

5.2 DSP系统的设计过程

5.3 DSP芯片的选择

5.4线性自适应滤波器原理及分析

5.5使用SIMULINK进行LMS自适应FIR滤波器建模仿真

5.6自适应滤波的TI DSP TMS320VC5402实现

5.7小结

结 论

参考文献

致谢

攻读硕士期间发表的论文