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漏电及故障电弧保护断路器的研究

作　者: 高翔
导　师: 孙鹏
学　校: 沈阳工业大学
专　业: 电机与电器
关键词: 故障电弧电流变化率小波分析网格分形细节信号
分类号: TM561
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

随着我国国民经济的快速发展,生产及居民用电量日益增高,电气火灾事故的威胁也日益严重,其中因故障电弧而引起的电气火灾事故所占比例越来越高,对故障电弧的研究及保护已经引起了广泛关注,而传统的保护电器无法对故障电弧提供有效的保护,因此,对故障电弧特征的研究并据此提出故障电弧的诊断方法具有十分重要的意义。本文设计了具有数据自动采集功能的故障电弧模拟综合实验平台,其中包括故障电弧发生器、数据采集单元、实验平台控制系统等。开展了多种典型负载类型的实验工作,采集了大量实验数据,并建立了故障电弧数据库,为下一步数据分析奠定了基础。通过对实验数据分析,提取线性负载和非线性负载下故障电弧电流特征,并提出了两种故障电弧得诊断方法:针对线性负载故障电弧的典型特征电流“零休”现象,提出了基于故障电弧电流变化率的诊断方法,依据网格分形理论,采用数学统计方法,提取故障电弧电流变化率特征,实现对线性负载故障电弧诊断;针对非线性负载故障电弧电流含有高频谐波这一特征,提出基于细节信号波动性的故障电弧诊断方法,采用小波分析理论提取信号频段特征,利用网格分形理论进行细节信号波动值计算,间接提取电流中高频谐波含量,实现非线性负载故障电弧诊断。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-9
第一章绪论  9-17
  1.1 故障电弧保护断路器的研究意义  9-12
    1.1.1 故障电弧成因及其危害  9-11
    1.1.2 故障电弧保护断路器的研究意义  11-12
  1.2 国内外故障电弧诊断技术的发展现状  12-15
    1.2.1 国外故障电弧诊断技术的发展现状  12-13
    1.2.2 国内故障电弧诊断技术发展现状  13-14
    1.2.3 故障电弧诊断面临的问题  14-15
  1.3 课题的主要工作  15-17
    1.3.1 本课题的主要任务  15-16
    1.3.2 本课题的技术难点  16-17
第二章故障电弧诊断算法  17-28
  2.1 小波变换理论  17-18
    2.1.1 离散小波变换  17-18
    2.1.2 MALLAT算法  18
  2.2 网格分形理论  18-20
    2.2.1 分形定义与性质  18-19
    2.2.2 网格分形理论  19-20
  2.3 线性负载故障电弧诊断算法  20-25
    2.3.1 电流变化率的奇异性计算  20-22
    2.3.2 线性负载的故障电弧电流变化率计算  22-25
  2.4 非线性负载故障电弧诊断算法  25-28
第三章典型故障电弧模拟实验  28-38
  3.1 故障电弧模拟实验平台硬件设计  28-31
    3.1.1 数据采集模块  29
    3.1.2 实验平台控制模块设计  29-30
    3.1.3 电机驱动模块  30
    3.1.4 电弧模拟发生器  30-31
  3.2 故障电弧模拟实验平台软件设计  31-32
  3.3 串联故障电弧多负载类型实验  32-38
    3.3.1 线性负载类型实验  32-34
    3.3.2 非线性负载类型实验  34-38
第四章故障电弧保护断路器硬件设计  38-44
  4.1 数字信号控制器  39-40
  4.2 数据信号采集模块  40-42
  4.3 液晶显示模块  42-43
  4.4 电源模块  43-44
第五章故障电弧断路器软件设计  44-56
  5.1 主程序设计  44-45
  5.2 初始化  45-47
  5.3 数据采集子程序  47-50
  5.4 漏电流检测子程序  50-51
  5.5 负载类型识别子程序  51-52
  5.6 故障电弧检测子程序  52-56
第六章结论  56-57
参考文献  57-60
在学研究成果  60-61
致谢  61

漏电及故障电弧保护断路器的研究

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