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矿用供电线路在线监测与保护技术研究

作者：王梅 Publish: 2007-4-27 Hits:-

【中文题名】

矿用供电线路在线监测与保护技术研究

【英文题名】

Study of Online Monitoring and Protecting Technology Power Supply Lines in the Coal Mine

【学科专业】

系统工程

【论文级别】

硕士论文

【投稿时间】

2007-4-27

【中关键词】

矿井供电线路,电缆故障,在线测距,小波变换,,

【英关键词】

mine supply lines,cable fault,on-line cable fault locating,wavelet transform,

【分类导航】

工业技术>电工技术>输配电工程、电力网及电力系统>电力系统的自动化>遥远测量与遥远控制>

【论文摘要】

煤矿井下的生产条件和工作环境都十分恶劣,井下情况比较复杂,所使用的电力电缆也容易出现故障,若不能及时排除,会引起爆炸,因此快速、有效的监测到故障及其故障发生的距离至关重要。目前国内外对于大电流接地系统故障测距的研究取得了一定的成果,而对于矿井供电线路这些小电流接地系统还没有给与足够的重视。本文结合矿用供电网的实际情况和保护系统的现状,针对现有技术保护距离较短的缺点,提出了一种针对矿用供电线路的远距离故障在线监测的方案。当电力电缆发生故障后,会由故障点向所电缆的两端发射暂态行波,这个暂态行波包含着丰富的故障信息。本文首先通过ATP/EMTP对电力电缆进行建模,对不同的类型的故障进行仿真,提取故障暂态电流。然后根据小波对局部突变信号或者微弱变化信号处理上的优势,利用小波变换对暂态行波进行多分辨率分析,从而提出了一种针对矿用供电线路的电缆故障的单端行波在线测距算法。仿真结果表明此算法减小了传统方法受波速、线路长度、故障接地电阻因素的影响,提高了故障测距的精度。最后研制了基于上述算法的电缆故障测距系统的实验样机,主要由模拟通道传感单元、高速A/D采样单元、逻辑控制单元、数据处理、液晶显示...

【论文题纲】

摘要	4-5
Abstract	5-8
第一章绪论	8-14
1.1 课题提出的背景和意义	8-9
1.2 电力电缆故障测距理论	9-12
1.2.1 电力电缆故障产生的原因	9
1.2.2 电力电缆故障分类	9-10
1.2.3 电力电缆故障测距方法简介	10-12
1.3 矿用供电线路在线保护的现状与存在的问题	12-13
1.4 论文的主要工作内容	13-14
第二章电力电缆中行波传播的特性研究	14-22
2.1 行波的波动方程	14-15
2.2 行波的反射和透射规律	15-16
2.3 发生故障时暂态行波的产生	16-18
2.4 电力电缆中行波传播特性的研究	18-20
2.5 本章小结	20-22
第三章小波变换理论	22-32
3.1 小波的基本概念	22-23
3.2 二进制小波变换	23-24
3.3 多分辨率分析和Mallat 算法	24-25
3.4 信号奇异性检测	25-27
3.5 小波变换用于电缆故障暂态信号分析的优点	27-28
3.6 如何选择合适的小波函数	28-31
3.6.1 小波基的特性	28-29
3.6.2 小波基函数的选择	29
3.6.3 小波分析尺度的选择	29-30
3.6.4 小波基函数的选定	30-31
3.7 本章小结	31-32
第四章基于小波分析的电力电缆故障在线测距算法	32-44
4.1 煤矿井下供电线路简介和特点	32-33
4.2 ATP/EMTP 简介和仿真电路的建立	33-36
4.2.1 仿真工具的简介	33
4.2.2 电缆模型的建立	33-35
4.2.3 矿用供电线路仿真线路的建立	35
4.2.4 具体的实验设计	35-36
4.3 小波变换实现电力电缆故障在线测距算法	36-42
4.3.1 相模变换	36-38
4.3.2 测距方法的仿真步骤	38
4.3.3 测距算法的具体实现	38-39
4.3.4 同一过渡电阻不同故障点对测距精度影响	39-41
4.3.5 同一故障点不同过渡电阻对测距精度的影响	41-42
4.3.6 同一故障点在相同过渡电阻不同故障时刻对测距精度的影响	42
4.4 本章小结	42-44
第五章实验样机的设计与实现	44-52
5.1 系统硬件组成	44-48
5.1.1 信号调理单元	44-45
5.1.2 高速数据采集单元	45-46
5.1.3 中央计算处理单元	46-47
5.1.4 串行接口单元	47
5.1.5 电源管理单元	47-48
5.1.6 逻辑控制单元	48
5.2 系统软件设计	48-50
5.3 本章小结	50-52
第六章结论	52-54
致谢	54-56
参考文献	56-58
在读期间研究成果	58

【DOI】

LunWen.ID:2.2008.143817



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