矿用电网电能质量分析系统的开发

发布时间：2019-09-25 19:25

【摘要】：电力是煤矿生产的主要动力来源，由于大量电力电子设备的引入，煤矿供电系统的电能质量遭到了严重破坏。然而，随着矿井自动化水平的升高，煤矿企业引入了各种自动化检测设备，对煤矿供电系统的电能质量提出了更严格的要求，所以对煤矿电能质量进行全面监测是十分迫切而且是必要的。论文针对当前谐波检测中未能给出时变谐波幅值随时间变化的趋势以及发生时刻的问题，采用分段FFT变换和小波包变换算法进行时变谐波的分析，，通过在MATLAB中搭建分段FFT变换模型以及编写小波包程序对时变谐波进行了分析，仿真结果证明这两种方法可以检测到时变谐波幅值在时域中的变化趋势以及发生的时间。论文从光通量与闪变之间的关系出发，建立了调幅波下光通量与闪变之间的关系式，并将此关系式作为标准式探讨了IEC闪变仪在检测由间谐波引起的闪变时的适用性和不足，得出IEC闪变仪不能检测到高频间谐波引发的闪变结论；论文分析了间谐波引起闪变的原理，在此基础上提出了基于二次采样与峰值检测相结合的方法分析间谐波闪变，通过将此方法的仿真结果与IEC闪变仪的检测结果进行比较验证了所提方法的正确性。论文基于LabVIEW平台开发了矿用电网电能质量分析系统，设计了系统的硬件采集电路，完成了数据采集卡的选型和配置；设计了分析系统的软件，编写了数据采集程序、基本电参量计算子程序、供电电压偏差子程序、频率偏差子程序、三相不平衡子程序、谐波分析子程序、间谐波分析子程序、电压波动与闪变子程序、电压暂降子程序、数据存储子程序等，在此基础上，设计了人机交互界面、软件程序总体结构，通过调用各子程序最终实现了电网电能质量分析系统。论文对开发的矿用电网电能质量分析系统的正确性及测量精度进行了验证。在LabVIEW平台中开发了一个虚拟信号发生器，并将虚拟信号发生器产生的信号作为分析系统的输入信号，比较理论值与分析系统的测量结果，表明本文所设计的系统检测精度满足性能指标要求。
【图文】：

原始信号,时变谐波

888图 3-1 8 点 FFT 分解图Fig. 3-1 8N FFT 分析时变谐波内的采集数据进行分段，其基本测量周期取为 1 周波，对析，得到每周波内的谐波分量情况。对观测时间内的每周时变谐波发生的时刻及幅值变动情况。信号模型(3-7)来模拟，假设在 0.02s 时刻叠加了一个按模型具体如下：20sin(100 ) , 0.02 )sin(100 ) 0.6sin[100 ( 0.02)] , 0.02tt ttt h t e tππ π <= + > 3-13)的波形图如图 3-2 所示。从图中可以看出，在 0.02s 时减的谐波。1.52

检测模型

图 3-3 分段 FFT 检测模型Fig. 3-3 Segmented FFT detection model仿真模型中 FFT 模块的采样频率为 1600Hz，输出向量为 16 维，即 0~15 次谐波。信号检测结果如图 3-4 所示。由于 FFT 分析过程中需要用到一个周波的数据因此曲线的起始时间在 0.02s 处。1值幅234567
【学位授予单位】：太原理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TD61

【参考文献】