小波变换和神经网络在高压电力计量故障诊断系统中的应用研究

发布时间：2017-04-08 11:22

  本文关键词：小波变换和神经网络在高压电力计量故障诊断系统中的应用研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着电力系统的迅速发展，高压电力计量系统的应用日益增多，系统的安全性和可靠性对国家的经济发展有巨大的影响，因此高压电力计量系统故障诊断技术已成为了研究的热点。电能已经广泛的应用到了各个部门，其它的能量和电能之间可以方便的转换，在远距离传输、自动化控制、大量生产和集中管理方面都很适宜，并且在使用过程中也有很显著的优势，在供应中若减少或者中断电能对国民经济会产生很大影响。 计量系统故障主要包括计量系统内部各元件的故障和人为造成的故障，在不断提高电网运行安全性的同时，做到对电力计量系统的实时在线监控和计量系统故障发生初期的判断已是电力部门亟需解决的问题。 本文针对高压电力计量系统故障的特点，在前人研究的基础上，将小波变换和神经网络理论应用到故障诊断中，并做了以下几个方面的研究和分析。 首先，本文对高压电力计量系统的一次侧和二次侧故障进行了系统建模，并分析了各类型故障。针对几种具有代表性的故障类型利用Multisim10软件对其进行模拟仿真，从测试点得到各种故障状态下的检测信号，证明了理论分析的正确性。 其次，为了将故障诊断理论应用到实际当中，针对高压电力计量系统一次侧短路故障，设计了基于嵌入式的计量系统实时监测装置。在选择微处理器和检测电路中的电流互感器时进行了分析，研究了实验中出现的包络和尖脉冲现象。 最后，通过改进软阈值算法对高压电力计量系统检测装置中提取的故障信号进行去噪处理，然后利用截频性能出色的dmey小波对故障信号进行4级小波分解，根据小波分解后的信号频带对应关系，保留检测信号所在频带的波形数据进行重构并分析研究；最后利用Elman网络自适应强的优势，，采集样本训练网络，将Elman神经网络应用到高压电力计量系统故障诊断中。仿真和测试结果表明本文采用的方法能有效地诊断高压电力计量系统故障。
【关键词】：高压电力计量系统 故障诊断 嵌入式 小波变换 神经网络
【学位授予单位】：河南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TM76
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 1 绪论9-13
• 1.1 高压电力计量系统故障诊断的研究背景与意义9-10
• 1.2 小波变换理论的应用与发展10
• 1.3 神经网络在故障诊断中的发展和特点10-12
• 1.4 论文的主要内容和结构12-13
• 2 高压计量系统和故障诊断系统建模13-25
• 2.1 高压电力计量系统13-16
• 2.1.1 电能计量系统13-15
• 2.1.2 电压和电流互感器15-16
• 2.2 故障诊断系统建模16-20
• 2.3 故障仿真分析20-23
• 2.3.1 仿真环境21-22
• 2.3.2 仿真结果及分析22-23
• 2.4 本章小结23-25
• 3 基于 ARM 嵌入式的高压电力计量故障监测系统设计25-33
• 3.1 嵌入式系统25-26
• 3.2 系统结构设计26-30
• 3.2.1 微控制器的选择26-28
• 3.2.2 检测电路中电流互感器的选择28-29
• 3.2.3 系统组成原理29-30
• 3.3 故障信号分析30-32
• 3.4 本章小结32-33
• 4 基于小波变换的故障信号处理和特征信息提取33-51
• 4.1 小波变换的基本介绍33-36
• 4.2 二进正交小波变换的马拉算法36-38
• 4.3 小波阈值去噪38-42
• 4.4 故障信号小波分析42-50
• 4.5 本章小结50-51
• 5 基于神经网络的故障诊断分析51-63
• 5.1 神经网络理论51-52
• 5.2 神经网络的学习与训练52-56
• 5.3 基于 ELMAN 神经网络的故障诊断系统分析56-61
• 5.3.1 系统故障特性分析56-57
• 5.3.2 样本的采集与处理57-59
• 5.3.3 基于神经网络的故障诊断59-61
• 5.4 本章小结61-63
• 6 总结与展望63-65
• 6.1 全文总结63
• 6.2 工作展望63-65
• 参考文献65-69
• 致谢69-70
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文和参加科研项目70-71

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 陈维荣,宋永华,孙锦鑫;基于神经网络的电力变压器状态监测[J];变压器;2002年S1期

2 刘建南;;基于小波变换的图像阈值化去噪算法研究[J];测绘与空间地理信息;2009年04期

3 杨恩立;用六角图法快速准确判断电能表误接线[J];电测与仪表;1998年01期

4 孙洪波,唐治德,张建立,王正坤,刘晓勇,刘勇发;DJYL-1型防窃电测录仪[J];电测与仪表;2002年02期

5 万红宇,靳维斌,石新利,汪振海;电能计量装置故障接线一例分析[J];电测与仪表;2002年11期

6 石新利,杜玺峰,闫影,奚磊,李启林;电能计量装置电流回路相间短路或一相短路的分析与计算[J];电测与仪表;2005年07期

7 李音;王哲;;三相三线电能计量装置错误接线的简化分析[J];电测与仪表;2006年03期

8 兰世红;万全;张建;;导纳法在二次回路故障监测中的应用分析[J];电测与仪表;2007年03期

9 赵建军;张素君;;高压电力计量系统故障分析与建模[J];电测与仪表;2007年04期

10 韩谷静;殷小贡;秦亮;杨玲君;;电能计量设备防电流法窃电新技术[J];电测与仪表;2007年10期

中国硕士学位论文全文数据库 前6条

1 付琼;智能故障诊断技术的研究与应用[D];大连理工大学;2002年

2 王雷;小波变换在脑电特征信号提取中的应用研究[D];山东大学;2005年

3 殷跃;基于BP神经网络的电力变压器故障诊断的研究[D];吉林大学;2007年

4 罗小安;基于径向基神经网络的高压断路器故障诊断应用研究[D];西南交通大学;2007年

5 杨平龙;基于人工神经网络的发动机转矩估计[D];武汉理工大学;2007年

6 倪晶晶;嵌入式电能质量监测终端的研制[D];南京理工大学;2010年

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本文编号：292774