文档介绍：兰州理工大学
硕士学位论文
智能电力监测仪的研究
姓名:靳路宁
申请学位级别:硕士
专业:电力电子与电力传动
指导教师:党存禄
20050501
摘要随着国民经济的迅猛发展,用电设备对供电电网的可靠性和安全性要求越来越高,需要对电网的各种运行参数进行实时监测,并根据检测的数据分析电网的运行质量,预防因供电质量引起的用电设备故障和生产事故。我国制定的电能质量标准主要有以下几个方面的内容:电压偏差、频率偏差、谐波含量、电压波动和闪变、三相电压不平衡。这些因素都有可能引起的用电设本文主要分析了产生电压偏差、频率偏差、谐波含量、电压波动和闪变、三相电压不平衡等影响电能质量的原因,及其可能对用电设备造成的危害,介绍了国内外采用的电能质量标准,电能质量监测的方法及其意义。重点介绍小波变换和傅立叶变换在电能质量监测中的应用。本文具体分析了的方法对电压闪变信号进行分析,并给出了仿真图。另外本文还应用快速傅立叶变换进行电力系统的稳态分析。在此基础上,设计了基于闹悄苄偷缌嗖庖牵庵旨嗖庖悄芄皇迪值能质量的在线监测,并且与上位机进行通信,在硬件设计方面给出了部分的电路扰。关键词:电能质量,〔ū浠唬盗⒁侗浠一维连续小波变换、离散小波变换及二维小波变换,并且应用小波变换中的图;在软件设计上,主要包括以下内容:数据采集模块、数据处理模块、计算模块、通信模块和键盘显示模块等等。在本文的第五章提出了抗干扰技术,主要指出了干扰的来源以及怎样抑制干备故障和生产事故。
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,各行各业对电力系统供电质量的要求越来越高。同时,电力系统的污染现象也日趋严重,特别是干扰性负荷,如各种电力整流设备、电弧炉、大容量调速电机、电气化铁路、无功补偿等电力电子装置或非线性设备不断地“涌入”电力系统,使电力系统的电能质量受到了严重的影响和威胁,使公用电网供电质量日益恶化,甚至发生因谐波干扰而引发的安全事故,严重地威胁着电力系统的安全和经济运行。为保护电力系统安全和用户的用电安制强干扰源缧巢ㄔ,从而保护电力系统的安全、可靠、经济运行,并保护万用户服务的公用事业性质。电能的特点是不能储存,丽且是发、供、用电同时正弦波,‘并保持在额定幅值和额定频率下。电能质量下降主要体现在电网频率与电压幅值相对于标准值的偏差、电压电流的周期性畸变、电压的闪变、电压电流的三相不平衡等方面,电能质量的下降已经在世界范围内引起了广泛的重视。以下将给出各种现象的定义,然后说明它主要现象定义如下:电压闪变菏淙氲缪沟牟ǘ中奔渥阋杂跋斓降绲屏炼龋怪:电网频率的增加或减少。频率变动的持续时间可从几个周期到几个小时。电压电流谐波畸变合喽杂诖看庹也ǖ幕洹H全,迫切需要对电能质量进行监测和控制,以提供整改方案、加强防范措施、限电力用户的合法权益ぁ电能是~种特殊商品,既具有以商品形式向用户出售的性质,又具有为千百完成,并由用电的多少来决定发电与供电的多少。因此,对用户连续不断供电是电能质量的一个重要标志。电能质量是指这样一种电磁现象,它们标志着在电力系统中给定时间和给定地点的电压、电流特征。泛泛地说,电能质量就是要使电力传输线的电压波形为们的危害。为了准确的分析各种电能质量问题的现象,参照—校可以被人肉眼观察到。频率偏差图卜尽‘
㈣—洲●■辍瘛觥觥襦兄电压缺口河捎诳9或其它哉5缪共ㄐ尾哦中电压电流谐波畸变示意图电力中断:在一段时间内电压小于周波到之间为瞬时中断溆辔3中卸稀5缌χ卸先缤疾所示。电力中断示意图间小于半个周期,
.髦值缒苤柿肯窒蟛母谐波主要来源为电力电子换流器,但由于原有电力系统元件的非线性也会产①同步发电机:同步发电机产生的谐波电动势是由于转子和定子之间空气隙形接近正弦波,波形畸变可以忽略。而在空载时,非正弦的励磁电流在变压嚣原边绕组的漏感上产生压降,使变压器感应电动势上包含谐波分量。变压器空载合相角。在严重的情况下,涌流波形强烈畸变,不但幅值可高达数十倍的额定空载⑨电力电子变流装置:在电力系统内部的典型代表为高压直流输电中的晶闸管换流阀ㄕ鞣Ш湍姹浞,由于直流输电中常用的脉动数为此直流侧存在有或蔚男巢ǖ缪梗涣鞑嗖纋或次谐波电流。这些谐波成为换流阀的特征谐波,是整流设备产生波形畸变的主要成分。除此之外的其他谐波,即非特征谐波,则是由于诸如三相电压不平衡、晶闸管触发脉冲时序不严格对称等原因造成的。了电力系统。这些设备大至电气化机车,电解槽,小至电视机,计算机充电器与节能灯等,这些大大小小的谐波源都给电力系统造成了谐波污染。即便供给它们置本身的特性和工作状况,基本上与电力系统的参数无关,因此可看作谐波恒流源。而实际上,由