GIS局部放电源定位系统的研究与设计

论文摘要

GIS（Gas Insulated Switchgear）的广泛应用使得其绝缘检测成为了重要的研究课题,而GIS内部局部放电现象最能反映其绝缘状况,但由于GIS的封闭性和整体性,其局部放电源的定位十分困难,为了解决这个问题,本文设计了一个GIS局部放电源定位系统。根据GIS局部放电时产生超声波信号的机理,采用超声波声-声定位法来实现局部放电源的定位。首先对GIS局部放电产生的超声波的特性进行分析,并依此对传感器进行了选型,并考虑了传感器在现场的位置布置。本文设计出定位系统的信号调理电路及其PCB,对数据采集部分进行了选型和设计。然后,对送入上位机的信号进行去除噪声处理,并采用优化时间延迟定位算法进行定位分析。最后通过MATLAB对影响局部放电源定位精度的参数进行了仿真,验证优化算法的有效性和系统设计的可靠性。仿真结果表明,根据现场实际问题设计的信号调理电路和采用的小波去除噪声技术可以实现采集信号的完整性,设计的优化的时间延迟算法也提高了时间延迟的准确性。由于现场应用的复杂性,GIS局部放电源定位精度的提高有待进一步研究,本文在总结中也就此问题进行了讨论。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• Abstract
• 1 引言
• 1.1 GIS 局部放电源定位的重要意义
• 1.2 GIS 局部放电源定位方法选择
• 1.3 国内外研究现状
• 1.4 本文的主要设计内容
• 2 GIS 局部放电超声波信号分析及现场传感器布置方案
• 2.1 GIS 结构及主要部件
• 2.2 GIS 局部放电原因与类型
• 2.3 GIS 局部放电超声波信号分析
• 2.4 超声波在 GIS 中传播特性
• 2.5 局部放电源定位算法的选择
• 2.6 现场传感器的布置方案
• 2.7 本章小结
• 3 GIS 局部放电源定位系统的硬件设计
• 3.1 超声波传感器的选型
• 3.1.1 超声波传感器的技术要求
• 3.1.2 超声波传感器的选型分析
• 3.1.3 传感器输出信号的仿真
• 3.2 信号调理电路设计
• 3.2.1 第一级放大电路的设计
• 3.2.2 滤波电路的设计
• 3.2.3 后级放大电路的设计
• 3.3 数据采集系统设计
• 3.3.1 数据采集系统的技术指标
• 3.3.2 数据采集系统的硬件连接
• 3.3.3 数据采集系统软件设计
• 3.3.4 超声波信号采样的MATLAB 仿真
• 3.4 本章小结
• 4 上位机定位分析软件设计
• 4.1 上位机定位系统分析
• 4.2 小波去除干扰软件设计及其 MATLAB 仿真
• 4.3 时间延迟算法的设计与优化
• 4.3.1 时间延迟算法软件设计
• 4.3.2 时间延迟优化算法
• 4.4 放电源定位算法及其软件设计
• 4.5 本章小结
• 5 影响定位精度的参数仿真
• 5.1 系统参数建模与仿真
• 5.1.1 系统参数建模
• 5.1.2 影响时间延迟精度的参数仿真
• 5.2 时间延迟优化算法仿真
• 5.3 本章小结
• 6 总结
• 参考文献
• 作者简介
• 学位论文数据集