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基于虚拟仪器技术的电力变压器冲击故障诊断系统的研究

作　者: 元勇
导　师: 朱旭东
学　校: 上海交通大学
专　业: 高电压与绝缘技术
关键词: 冲击试验 LabVIEW 离散GABOR变换 联合时频分析
分类号: TM407
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
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引　用: 1次
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内容摘要


本文研究的内容是通过电力变压器冲击试验来实现电力变压器故障的在线检测。整个系统共有三部分组成,分别是采集测量部分、滤波算法部分和故障诊断部分。首先利用LabVIEW虚拟仪器技术建立冲击信号采集测量平台。考虑到冲击试验中的信号都是时变信号,也就是非平稳信号,因此设计了一种基于离散GABOR变换的软件滤波算法对冲击信号进行滤波,其滤波理论依据是:有效信号的Gabor系数在时频域分布比较集中,幅值比较大,噪声的Gabor系数均匀分布于整个时频域,幅值较小,通过构造时频掩模函数来实现有效信号与噪声的分离。实践证明这是一种比较理想的滤波算法,完全满足试验的要求。故障诊断建立在对滤波后信号的分析的基础之上。传统的故障诊断方法如冲击电压波形法、中性点电流法和传递函数法等,主要靠人工操作,和技术人员的能力、经验有很大关系,因此各自都存在着局限性。本文在这些传统方法的基础上,提出了一种新的基于联合时频分析的故障诊断方法。该方法首先根据滤波后的冲击信号得到差异电流信号,然后对差异信号进行联合时频分析,得到时频分布图。不同的时频分布图反映不同的故障特征,不同的故障反映在时频分布图上也是不同的。通过建立故障时频分布图数据库,就可以实现电力变压器故障的自动定位、识别。由于该方法完全由计算机完成,较传统方法准确性比较高,应用前景更为广阔。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
第一章 绪论  9-17
  1.1 电力变压器的基本结构  9-10
  1.2 电力变压器的故障统计  10-13
  1.3 电力变压器故障的宏观规律  13-14
  1.4 电力变压器冲击试验  14-16
    1.4.1 雷电冲击试验  15
    1.4.2 操作冲击试验  15-16
  1.5 本文研究内容和解决问题  16-17
第二章 基于虚拟仪器技术的采集测量平台  17-37
  2.1 虚拟仪器技术（VIRTUAL INSTRUMENT）简介  17-19
    2.1.1 传统电子仪器  17-18
    2.1.2 虚拟仪器的概念  18
    2.1.3 虚拟仪器与传统仪器的对比  18-19
  2.2 实验室虚拟仪器工程工作平台LABVIEW  19-21
    2.2.1 LabVIEW 编程语言的特点  19-21
  2.3 基于LABVIEW 的系统硬件设计  21-28
    2.3.1 GPIB 总线的硬件描述  21-22
    2.3.2 测量采集装置硬件结构图  22-24
    2.3.3 PCI-GPIB 卡介绍  24-25
    2.2.4 示波器选择  25-26
    2.2.5 硬件安装以及测试  26-28
  2.3 系统软件设计  28-32
    2.3.1 GPIB 通讯的软件实现  28-32
  2.4 采样率和采样长度的选择  32-34
  2.5 波形采集  34-37
第三章 离散GABOR 变换理论  37-49
  3.1 定义基本概念  37-40
  3.2 连续GABOR 变换  40-43
  3.3 离散GABOR 变换  43-44
  3.4 对偶窗函数的计算  44-48
  3.5 应用前景  48-49
第四章 基于离散GABOR 变换的瞬态信号恢复算法的研究  49-62
  4.1 数字滤波的基本原理及设计方法  49-53
    4.1.1 噪声描述  49-50
    4.1.2 数字滤波的基本原理  50-51
    4.1.3 数字滤波的种类  51-53
  4.2 基于离散GABOR 变换的时变滤波算法  53-57
    4.2.1 迭代算法  54-57
  4.3 仿真应用  57-62
第五章 传统的电力变压器故障诊断方法  62-73
  5.1 冲击电压波形法  62-63
  5.2 中性点电流法  63-67
  5.3 相关系数法  67-69
  5.4 基于传递函数法的电力变压器故障诊断  69-73
第六章 基于联合时频分析的电力变压器故障诊断  73-80
  6.1 联合时频理论分析  74-76
    6.1.1 示伤电流差异信号的联合时频分析  75-76
  6.2 联合时频分析结果  76-78
  6.3 结论  78-80
第七章 结论  80-81
参考文献  81-83
致谢  83-84
攻读学位期间发表的学术论文目录  84

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中图分类: > 工业技术 > 电工技术 > 变压器、变流器及电抗器 > 一般性问题 > 维护、检修
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