高压开关柜电能质量实时监测系统的研究与开发

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1、中图分类号：TM93学校代码：10856学号：M010212120上海工程技术大学硕士学位论文高压开关柜电能质量实时监测系统的研究与开发作者姓名：王胜指导教师：雷菊阳专业：机械电子工程学院：机械工程学院申请学位：工学硕士完成时间：2014年12月评阅人：答辩委员会主席：王步来（教授）成员：杜向阳（副教授）；何涛（副教授）；蔡颖玲（副教授）；周玉凤（副教授）万方数据UniversityCode：10856StudentID:M010212120RESEARCHANDDEVELOPMENTOFPOWERQUALITYREAL-TIMEMONITORINGSYSTEMFO

2、RHIGHVOLTAGESWITCHCABINETCandidate:WangShengSupervisor:LeiJuyangMajor:MechanicalandElectronicEngineeringShanghaiUniversityofEngineeringScienceShanghai,P.R.ChinaDecember,2014万方数据上海工程技术大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所递交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做

3、出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日万方数据上海工程技术大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权上海工程技术大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在年解密后适用本授权书。本学位论文属于不保密□。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期

4、：年月日万方数据高压开关柜电能质量实时监测系统的研究与开发摘要高压开关柜作为成套配电重要设备在电力系统发电、输电、配电、用电和监测运行电参数等方面发挥着关键作用，其作为连接供电端和用电端的一个中间枢纽，对高压开关柜中电能质量进行实时监测，首先，可以根据监测的电能质量指标对电网运行水平的高低进行评估；其次，通过监测系统获取关键电力参数数据可以为整个电网问题的产生原因和解决方法提供依据；最后，通过电能质量实时监测可以掌握用电设备的运行状况，及时发现设备隐患，从而做出预防措施减少损失。针对传统的电力参数监测系统以单片机或DSP为核心，数据处理效率不高，测量精度较低，监测指

5、标少，扩展性差，开发维护复杂，难以满足现代电能质量实时、多参数的监测要求等问题，本文以虚拟仪器技术为依托，充分利用其在数据处理、数据分析、数据表达及网络功能等方面的优势，构建一套基于LabVIEW的电能质量实时监测系统创新性地应用于高压开关柜中。本文的主要工作如下：（1）对关键电能质量指标参数的测量算法进行分析，采用加窗FFT算法，实现谐波等参量的精确测量，有效地减少泄漏影响和噪声干扰。针对电能质量暂态扰动问题进行小波变换分析，研究信号快速分解和重构Mallat算法，在此基础上采用模极大值法检测暂态扰动。（2）进行高压开关柜电能质量监测系统硬件方案设计，重点进行嵌入

6、式系统数据采集的实现设计，包括传感器选型、信号调理电路、A/D转换模块以及基于S3C2440微处理器的嵌入式系统构建，通过其完成数据的高效采集和传输。并针对高压开关柜中高电压、大电流、强磁场的工况环境，给出系统硬件的抗干扰措施。（3）利用LabVIEW软件平台进行各功能模块的软件设计，核心内容是软件算法的程序设计，实现电能质量关键指标的计算，并采用小波变换法完成暂态扰动的检测。基于服务器-客户端-浏览器模式完成电能质量远程监测设计，以及针对高压开关柜构建网络化电能质量监测架构。（4）实现电压偏差、频率偏差、三相不平衡、谐波和闪变等关键电能质量指标的测量，包括有效值、

7、功率、功率因数、电能等基本参量的测量，以及暂态扰动的捕I万方数据捉，并且具有越限报警、数据存储、历史趋势、报表打印等功能。完成数据库设计和网络化监测，实现了用户在线或远程查看电能质量数据变化情况。（5）通过在实验室中搭建基于高压开关柜的电能质量监测平台，与Fluke437电能质量分析仪进行测量结果对照，对系统测量的准确性进行了实际的验证。实验结果表明本设计的电能质量实时监测系统性能良好、精度较高、界面友好，具有很好的市场应用前景。关键词：高压开关柜，电能质量，LabVIEW，加窗FFT算法，远程监测II万方数据RESEARCHANDDEVELOPMENTOFPO