电力电缆故障检测与定位系统设计

发布时间：2017-10-05 11:42

  本文关键词：电力电缆故障检测与定位系统设计

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【摘要】：电力电缆故障对城市用电造成巨大的影响,电力电缆故障检测与定位系统致力于提供迅速准确的故障定位信息。论文设计了准确、智能和便携的检测与定位系统,给出了系统的整体设计,并落实了系统核心设备定位仪的样机研发。系统分为设备、网络与服务功能三个部分。系统设备包括定位仪、路径仪以及千伏高压发生器,其中定位仪根据行波原理,使用低压脉冲法对开路故障以及低阻短路故障进行故障检测,利用小波奇异点检测算法进行故障定位；路径仪采用信号注入法,用于故障现场的故障寻踪；千伏高压发生器配合定点仪使用,采用二次脉冲法对高阻短路故障进行检测与定位。系统网络包括服务器与终端网络模块,搭建通讯网络供设备与服务使用。服务功能包括远程技术支持、历史数据管理、系统在线更新以及后续的扩展服务功能。定位仪搭载了基于Xilinx Zynq-7000 FPGA的处理平台,采用FPGA内嵌ARM硬核的方式取代传统的FPGA加ARM双核架构,实现了更高性能的高速信号采集处理并具有很好的可扩展性。论文使用了Xilinx Vivado开发套件进行定位仪的软件开发,在FPGA层次使用Verilog语言进行板块设计,在ARM层次使用C语言进行嵌入式软件开发。论文还完成了模拟服务器程序设计以及简单的人机交互程序设计。论文讨论了小波奇异点检测算法在定位仪上的应用,使用了2阶B样条小波对数据进行分解,通过细节系数模极大值的搜索,自动判读故障点并计算故障距离。为了排除了一些判定错误,定义了信号极性功率,通过极性功率对信号进行预处理,最终使系统获得了优秀的定位效果。
【关键词】：电力电缆 故障定位 Zynq-7000 行波法 B样条小波
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM75
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第一章 绪论9-15
• 1.1 论文的背景与意义9-10
• 1.1.1 电力电缆故障抢修情况9-10
• 1.2 研究现状及分析10-12
• 1.3 低压脉冲法及二次脉冲法原理12-14
• 1.4 论文的主要工作与创新点14
• 1.5 论文结构安排14-15
• 第二章 电力电缆故障检测与定位系统设计15-21
• 2.1 系统设计目标15-16
• 2.2 系统设计16-19
• 2.2.1 设备方案设计16-18
• 2.2.2 网络方案设计18
• 2.2.3 服务方案设计18-19
• 2.3 本章小结19-21
• 第三章 电力电缆故障定位仪设计21-39
• 3.1 定位仪硬件电路设计21-31
• 3.1.1 采样单元设计22-26
• 3.1.2 控制单元设计26-29
• 3.1.3 脉冲发生单元设计29-30
• 3.1.4 电源及整体线路设计30-31
• 3.2 定位仪软件架构设计31-38
• 3.2.1 采样与控制软件架构设计32-35
• 3.2.2 人机交互单元软件架构设计35-36
• 3.2.3 模拟服务器软件架构设计36-37
• 3.2.4 算法架构软件设计37-38
• 3.3 本章小结38-39
• 第四章 电力电缆故障定位算法研究39-45
• 4.1 小波奇异点检测基本理论39-40
• 4.1.1 小波分解的基本理论39
• 4.1.2 基于小波分解的奇异点检测39-40
• 4.2 小波奇异点检测在电缆故障检测中的应用40-43
• 4.2.1 算法的调试与讨论40-43
• 4.3 本章小结43-45
• 第五章 电力电缆故障定位仪的实现45-53
• 5.1 定位仪的仿真研究45-47
• 5.2 定位仪硬件及软件平台的实现47-49
• 5.3 定位仪算法的实现49-52
• 5.3.1 数据预处理目标49
• 5.3.2 数据预处理实现49-51
• 5.3.3 总体实现51-52
• 5.4 本章小结52-53
• 第六章 总结与展望53-55
• 致谢55-57
• 参考文献57-59
• 攻读硕士学位期间所获得的科研成果59

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：976614