小波变换奇异性在电力系统行波故障测距中的应用

输电线路行波双端故障测距具有很高的精度 ,但需要高速A/D采集、大量的数据存储、复杂的行波波头辨识 ,对近距离故障测量存在困难。提出利用小波变换的时频分析特性 ,结合行波传输的特点 ,对行波信号利用小波变换提取故障时行波的故障信息。利用GPS作为同步时钟 ,测量波头到达测量端的时刻 ,构成输电线路的行波测量网络 ,通过调度通信进行故障测距 ,可以提高测距的可靠性和精度     

基于接触网的双端行波故障测距的应用

接触网行波故障测距对保障电气化铁路安全畅通的运行具有很重要的现实意义。为了便于对接触网行波故障测距的学习,介绍了双端行波故障测距的原理和实现。根据T-R+NF供电方式利用ATP建立接触网模型,并通过MATLAB提取行波信号,寻找行波波头,最后利用行波到达两端的时间差,对故障进行较精确的定位。实践表明,双端行波故障测距极具可行性和有效性。     

基于FastICA的高压直流输电线路故障测距方法

提出了采用快速独立分量分析(FastICA)的高压直流输电线路(HVDC)单端行波故障测距方法。利用FastICA算法对故障后的直流输电线路电流信号进行处理,分离出电流行波特征信号,检测初始行波波头与第二个行波波头到达测量点的时间,并判断这两个波头的极性关系,实现了故障测距。应用Matlab软件,建立了HVDC系统模型,对多种故障类型进行了故障测距仿真。结果表明,该方法可准确区分中点内外故障,正确有效。     

铁路自闭贯通线架空线-电缆混合线路行波测距

为解决铁路自闭贯通线架空线-电缆混合线路波速度不一致难以精确测距的问题,在分析混合线路连接点处行波传播特点的基础上,提出了基于时间差搜索的双端行波测距方法.利用连接点处行波到达线路两端时间差的不同来确定故障发生在线路中的区段和相应的波速度,再进行精确测距.基于PSCAD/EMTDC对自闭贯通线混合线路建模,并利用小波变换及模极大值检测理论提取行波波头进行分析.仿真结果表明,该方法对于架空线-电缆的混合线路是可行的.     

行波波头的参数识别方法在高压直流输电系统中的应用

为了提高识别电压源换流器型高压直流输电(VSC-HVDC)系统中的行波波头的可靠性,提出了一种行波波头的参数识别方法。根据VSC-HVDC系统零模网络的分析结果,直流线路两端的系统可以等效为电容,利用保护安装处测得的零模电压和零模电流可以计算零模识别电容。当直流线路发生故障后,零模识别电容会在行波波头到达线路两端的时刻突变至等效电容,因此可以根据零模识别电容的突变时刻确定行波波头的到达时刻。仿真结果表明:对于全长为100km的线路,采用行波波头的参数识别方法,故障定位的绝对误差小于200m,说明该方法具有较高的识别精度。与传统的行波波头识别方法相比,文中方法的优势在于能够始终可靠识别VSC-HVDC系统中行波波头的到达时刻,不受电气量波形渐变和输电线路参数频变的影响,且适用于高阻接地故障,能够应用于VSC-HVDC直流线路区内接地故障的定位,因此具有一定的理论和实用价值。     

基于行波差动电流的输电线路接地故障测距

行波测距的准确性受多个因素影响.为此,分析了行波差动电流的不平衡输出,定义了经不平衡电流补偿的行波差流,推导了线路内部故障时该差流的表达式.由于行波在零模和线模上的传播速度不同,两种模量的行波差流也不相同,其幅值比和相角差与故障点位置相关,据此提出了基于行波差动电流的接地故障测距原理.该原理提取行波差动电流的工频分量进行测距,无需提取行波波头,不受线路对行波衰减及波速不确定等因素的影响,PSCAD仿真表明,测距误差很小,测距结果准确可靠.     

不受波速影响的输电线路双端行波故障测距算法

提出了一种双端行波故障测距新方法,该方法利用故障初始行波和两种反射行波到达线路两端的时刻来进行故障定位,有效降低了行波波速的不确定和输电线路长度差异对定位结果的不利影响,提高了定位精度.利用EMTP进行了仿真计算,仿真结果证明了其准确性.     

配电变压器行波传变特性研究

提出利用配电变压器传变行波信号,解决配电线路行波故障测距中线路末端信号不易获取的问题,并对变压器的行波传变特性进行了研究。简要分析了故障行波信号的基本特征,确定了测距所用行波信号的特征频段,给出了行波有效传变对测量互感器的要求。建立了配电变压器行波传变特性分析的集中参数等值电路,并以实际的变压器参数为例对其行波传变特性进行了研究。分析结果表明,对于暂态行波信号,配电变压器具有较快的上升时间和较高的截止频率,能够有效传变行波波头信号,满足行波故障测距要求。现场试验结果证明了文中方法的可行性和有效性。     

基于SVD的双-单端煤矿井下电缆故障定位

行波测距最重要的是时间和波速的确定。双端测距需要GPS授时系统,两端的授时误差增加了首波到达时刻的准确性。对电缆线路来说,行波的色散更加严重。而且不管单端还是双端测距,波速的确定对结果的影响都非常大。故障线路两端同时利用Hankel矩阵方式下对到达两端的电流行波进行奇异性分解(SVD)。每端分别得到首波及第二个波形到达的时间。SVD在不同的分解层上的奇异点结果不会发生偏移,克服小波变换随着分解层数增加带来的奇异点偏移缺点。波速的大小与频带关系紧密,行波信号经过小波分解再重构为多个频带的时域信号。在计算每个频带下前两个波头之间的相似度后,选取相似度最大的频带得到电缆的波速。在考虑线路时频特征对行波波速v的影响同时,提出双-单端故障测距。最后两端分别得到的故障点位置经过误差纠正算法,使得结果更加准确。     

基于奇异值分解的双-单端煤矿井下电缆故障定位

行波测距最重要的是时间和波速的确定。双端测距需要GPS授时系统,两端的授时误差增加了首波到达时刻的准确性。对电缆线路来说,行波的色散更加严重。而且不管单端还是双端测距,波速的确定对结果的影响都非常大。故障线路两端同时利用Hankel矩阵方式下对到达两端的电流行波进行奇异性分解(SVD)。每端分别得到首波及第二个波形到达的时间。SVD在不同的分解层上的奇异点结果不会发生偏移,克服小波变换随着分解层数增加带来的奇异点偏移缺点。波速的大小与频带关系紧密,行波信号经过小波分解再重构为多个频带的时域信号。在计算每个频带下前两个波头之间的相似度后,选取相似度最大的频带得到电缆的波速。在考虑线路时频特征对行波波速v的影响同时,提出双-单端故障测距。最后两端分别得到的故障点位置经过误差纠正算法,使得结果更加准确。     

基于AD652的高精度数据采集系统

现代控制领域常常需要进行数据采集,在高精度的数据采集系统中,A/D转换是一个十分重要的环节。文章对电压-频率转换进行了理论分析,简要介绍了电压频率转换器件AD652,给出了基于AD652的高精度数据采集系统的原理框图和部分电路图。经实验验证和测试表明,基于AD652的数据采集系统因精度高、稳定性好、抗干扰能力强和应用灵活,具有一定的工程实用价值。     

摩托车发动机台架试验测控系统

发动机台架试验是发动机性能测试的主要手段,采用以计算机控制的发动机台架试验自动测控与监测系统是其发展的必然趋势.通过对老式发动机台架增加数据采集系统,采用集散型控制进行自动化改造,以及利用WEB和FTP等技术实现远程实时监测.其中主要讨论了单片机数据采集系统、上位机测试软件、WEB程序的开发以及FTP技术的利用.该系统实现了台架试验中的测控过程和试验后数据处理的全自动化,节约了时间和人力,提高了劳动生产率,改善了试验人员的工作环境.尤其是在WINDOWS环境下采用Delphi开发出的系统软件,界面友好,显示直观,操作方便灵活.     

PCI总线的信号采集

为实现行波监测及其早期故障的在线诊断,根据行波特性设计了一种基于PCI总线、以现场可编程逻辑器件FPGA为核心控制单元的数据采集系统。系统充分利用了PC机高性能的总线资源和大容量的存储深度,采用"乒乓"缓存技术保证了高速数据持续读写传输;用DLL文件二次封装API库函数,防止编译中程序的假死现象,方便上层软件LabVIEW调用。实验表明,系统实现了数据转换、数据传输、数据存储等基本功能,能够在行波采集与故障诊断系统中应用。     

超高速数字图像相关实验系统及其在爆炸研究中的应用

 基于数字图像相关方法和超高速摄像技术,建立了超高速数字图像相关实验系统,并应用该系统和UV平板打印制斑技术,通过在聚碳酸酯（PC）平板试件上进行爆破模型实验,分析了爆破应变场的演化过程和衰减规律。结果表明,爆炸产生应力波的表现形式以压缩波为主、剪切波为辅;随着应力波在试件平面内的传播,应力波频率由高频向低频衰减,应力波能量逐渐耗散。采用ABAQUS有限元分析软件对爆破模型实验的动态过程进行模拟,数值模拟的变形演化规律与模型实验结果基本吻合,验证了超高速数字图像相关实验系统对爆炸问题的研究具有良好的适用性。     

《测试技术》课程实验教学系统探讨

为了提高测试技术课程的实验教学水平,通过分析该课程的特点和教学内容,研究了在现今技术条件下实验教学系统的构成要求,设计了一种基于虚拟仪器的综合实验系统。采用传感器实验仪构成动态振动测试单元,并用计算机数据采集系统对信号采集,在虚拟仪器平台上对采集信号进行分析、处理和结果输出。用软件替代了示波器和信号发生器等传统仪器,能够柔性地通过软件的调整扩展实验内容和实验种类,使学生生动直观理解和掌握测试技术课程的知识点。实践证明该实验系统取得了良好的教学效果。     

基于单片机的数据采集与处理系统的设计

采用具有ISP功能的STC89C51单片机,设计了一个数据采集与处理系统,对STC89C51单片机和串行A/D转换芯片TLC2543的特点做了介绍,重点阐述了TLC2543的硬件设计以及与单片机的接口电路.使用VB6.0设计上位机程序,完成了数据采集、传输及处理的功能.文中给出了具体的数据采集程序及部分上位机程序.该系统经过实验,取得了较为满意的控制效果.     

波高传感器与其检测电路的设计

波高传感器用于在波浪模拟实验中实时采集波浪高度.通过对比各类液位传感器结构和电容量的检测方法,并结合分析、计算和单片机技术,研发出一种响应速度快、测量精度高的波高传感器.其测量的基本原理是根据水和空气的相对介电常数不同,以响应波高的变化.研究内容包括传感器敏感元件结构设计和公式推导、传感器检测电路原理和SCM(单片机)程序流程.经实际测试,该传感器测量精度高、工作稳定、响应迅速.     

多传感器漏水声波数据采集与解释系统

多传感器漏水声波数据采集与解释系统用于区域漏水检测,确定漏水发生区域,找出大漏点,是一种先进的检漏系统。本文首先对测漏技术的意义及发展现状作了介绍,然后对系统使用过程中传感器的布置,漏水声波数据的采集和漏水可信度的分析分别作了详细介绍。该系统的推广与应用对供水企业的探漏工作有很大的实用价值。     

基于USB技术开发自动控制原理实验系统

针对目前自动控制原理实验教学大多采用函数信号发生器结合示波器等传统实验手段,提出了基于单片机的数据采集和USB通信技术,实现对控制对象的自动采集和数据处理,并以二阶系统的阶跃响应实验为例进行了验证,表明系统的采集、处理过程完全满足自动控制原理实验的要求,提高了实验结果的精度和准确性.     

基于行波原理的10 kV电缆网络分布式故障定位方案

在线故障测距对于城市10 kV电缆线路的故障查找与修复非常重要,由于配电线路结构复杂,不能直接应用现有单端或双端行波测距技术,无法迅速对故障点进行准确测距和排查抢修,对居民生活和企业生产带来一定不便和经济损失。本文分析了典型10 kV电缆网络接地故障时的电压与电流行波特征及其在线路中（特别是环网柜、线路末端处）的折反射规律,阐述了一种安装于环网柜与线路末端的分布式故障行波测距系统的系统构成、工作原理,并给出了高速数据采集、传感器采集频带选取和线路末端电流行波获取方法等关键技术方案,利用多例现场实例验证了该技术与系统的可靠性和准确性。