电压暂态瞬态现象研究与监控(附件)【字数：12686】
摘 要随着社会的不断发展，对电能质量的要求也越来越高，而电压暂态瞬态监测作为电能质量监测的一个重要组成部分，对其准确、实时监测显得尤为重要。本文通过结合国家标准GB18481-2001的解读，对电压暂态瞬态现象概念进行了介绍。然后通过对小波变换和小波变换的快速算法Mallat算法的分析，结合电压暂态检测的常规方法，通过MATLAB仿真，，选择了一种基于小波分析与DQ变换结合的方法。基于详细的研究与实验，给出了基于该方法的特征量监测法中对电压暂态时间、相位跳变、事件的监测方法。最后，结合理论研究，根据国家电力行业标准最新发布的电压监测仪使用技术标准的规定设计了一个以DSP芯片TMS320F2812为核心的电压事件记录仪。
目 录
第一章 绪论 1
1.1 研究电能质量的意义 1
1.2 电压暂态现象 1
1.3 电压瞬态现象 3
1.4 电压暂态监测方法综述 4
1.5 电压瞬态监测方法综述 5
第二章 小波变换 6
2.1 连续小波变换 6
2.2 二进小波变换 7
2.3 离散二进小波变换 8
2.4 MALLAT算法 9
2.5 Matlab仿真 12
第三章 电压暂态监测的常规方法 15
3.1 半周有效值测量 15
3.2 电压暂态时间 15
3.3 电压暂态相位跳变 15
3.4 Matlab仿真 16
第四章 基于小波变换的电压暂态仿真与监测（研究） 18
4.1 电压暂态时间捕捉 18
4.2 电压暂态波形捕捉 19
4.3 电压暂态事件分析 19
4.4 Matlab仿真 20
第五章 基于DSP的电压事件记录仪（设计） 28
5.1 硬件结构 28
5.2 测量功能 29
5.3 分析功能 29
5.4 显示功能 30
5.5 通信功能 30
第六章 结论 33
致 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
谢 34
参考文献 35
第一章 绪论
1.1 研究电能质量的意义
随着社会的不断发展，在当今社会，能源正逐渐成为一种人们广泛使用的能源，应用水平已成为一个国家发展水平的重要标志。现代工业生产、社会和人们的生活对电力的需求不断增长,对电能质量的要求越来越高。而提高电能质量是一个国家综合国力的表现,也是信息时代快速发展的重要途径之一，是社会发展的必然结果，是提高利用效率、节约能源和减少损失，确保工业生产和技术的可持续发展的保证。电力质量的好坏是显示电力系统运行水平的重要标志，而提高电能质量可以实现电力系统的可持续发展。
为了改善电能质量，国内外工作者也进行了大量的研究，提出了许多电能质量的分析方法，并且研制出了许多有效的电能补偿装置，如静止无功发生器，电能质量的检测，谐波发生器的控制，这些方法为改善电力系统环境创造力有效条件。
在2010年的两会上“加快智能电网建设”这个理念首次被温家宝总理写入政府工作报告，明确提出“智能电网时代即将到来”，使得智能电网建设成为下个电网建设的重点，而在智能电网的建设过程中，对于电能质量的监测已成为智能电网建设的重要组成部分；电压暂态瞬态监测作为电能质量监测的一个重要组成部分，对其准确、实时监测显得尤为重要。
1.2 电压暂态现象
根据在国家标准GB/T 184802001中相关的要求规定。
过电压（overvoltag）：以表示三相系统最高电压，在系统中某一部分出现的最高相对地电压峰值超过（）或最高相间电压峰值超过（）的任何电压为相对地电压或相间过电压。
暂时过电压（temporary overvoltag）：在给定的安装点上，未衰减或弱衰减的(具有工作频率或一定数量的倍数、分数)的过电压。
瞬态过电压（transient overvoltag）：在几毫秒或更短的时间内，通常有强烈阻尼振荡或无振荡过电压。它可以叠加在暂时过电压上。
操作过电压（switching overvoltag）：一种单极性的峰值时间在 2 0 和5000 之间的瞬态过电压
谐振过电压（reasonance overvoltag）：当电感和电容元件参数由某些未连接的操作或故障连接的不利组合形成时产生的暂态过电压，且持续时间较长，波形具有周期性。
1.2.1 电压暂态及其要求
电压暂态（又称暂时过电压），在给定的安装点上，未衰减或弱衰减的(具有工作频率或一定数量的倍数、分数)的过电压（典型波形见图11）。电力系统结构、容量、参数、运营方式、故障条件以及各种安全自动装置的特性对过电压有影响。
电压波形
范围
图11 暂时过电压的典型波形
根据作用过电压的幅值、波形以及持续时间来分类，电压暂态可分为工频过电压和谐振过电压。
其中工频过电压与谐振过电压的标么值如下：
1） 工频过电压的1.0 p.u= （指系统最高电压）；
2） 谐振过电压的1.0 p.u= 。
工频过电压一般由以下几个原因引起：
1） 空载长线电容效应。
2） 单相接地。
3） 甩负荷过电压。
谐振过电压的种类有线性和非线性（铁磁）谐振过电压，参数谐振过电压。
1） 线性谐振：是电路中最简单的谐振形式，它发生在由恒定电感电容和电阻串联的RLC电路中，属于电感—电容效应的极端情况。
2） 铁磁谐振：与铁芯电感饱和,因为铁芯电感流量和电流之间的非线性关系,电感值不再是一个常数,具有许多不同的特点,铁磁谐振在电力系统一般由电容式电压互感器的空载变压器或组件组合而成。
3） 参数谐振：典型例子是同步发电机的自激过电压。
1.3 电压瞬态现象
电压瞬态（又称瞬态过电压）：在几毫秒或更短的时间内，通常有强烈阻尼振荡或无振荡过电压。它可以叠加在暂时过电压上。（典型波形见图12）。
分 类
目 录
第一章 绪论 1
1.1 研究电能质量的意义 1
1.2 电压暂态现象 1
1.3 电压瞬态现象 3
1.4 电压暂态监测方法综述 4
1.5 电压瞬态监测方法综述 5
第二章 小波变换 6
2.1 连续小波变换 6
2.2 二进小波变换 7
2.3 离散二进小波变换 8
2.4 MALLAT算法 9
2.5 Matlab仿真 12
第三章 电压暂态监测的常规方法 15
3.1 半周有效值测量 15
3.2 电压暂态时间 15
3.3 电压暂态相位跳变 15
3.4 Matlab仿真 16
第四章 基于小波变换的电压暂态仿真与监测（研究） 18
4.1 电压暂态时间捕捉 18
4.2 电压暂态波形捕捉 19
4.3 电压暂态事件分析 19
4.4 Matlab仿真 20
第五章 基于DSP的电压事件记录仪（设计） 28
5.1 硬件结构 28
5.2 测量功能 29
5.3 分析功能 29
5.4 显示功能 30
5.5 通信功能 30
第六章 结论 33
致 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
谢 34
参考文献 35
第一章 绪论
1.1 研究电能质量的意义
随着社会的不断发展，在当今社会，能源正逐渐成为一种人们广泛使用的能源，应用水平已成为一个国家发展水平的重要标志。现代工业生产、社会和人们的生活对电力的需求不断增长,对电能质量的要求越来越高。而提高电能质量是一个国家综合国力的表现,也是信息时代快速发展的重要途径之一，是社会发展的必然结果，是提高利用效率、节约能源和减少损失，确保工业生产和技术的可持续发展的保证。电力质量的好坏是显示电力系统运行水平的重要标志，而提高电能质量可以实现电力系统的可持续发展。
为了改善电能质量，国内外工作者也进行了大量的研究，提出了许多电能质量的分析方法，并且研制出了许多有效的电能补偿装置，如静止无功发生器，电能质量的检测，谐波发生器的控制，这些方法为改善电力系统环境创造力有效条件。
在2010年的两会上“加快智能电网建设”这个理念首次被温家宝总理写入政府工作报告，明确提出“智能电网时代即将到来”，使得智能电网建设成为下个电网建设的重点，而在智能电网的建设过程中，对于电能质量的监测已成为智能电网建设的重要组成部分；电压暂态瞬态监测作为电能质量监测的一个重要组成部分，对其准确、实时监测显得尤为重要。
1.2 电压暂态现象
根据在国家标准GB/T 184802001中相关的要求规定。
过电压（overvoltag）：以表示三相系统最高电压，在系统中某一部分出现的最高相对地电压峰值超过（）或最高相间电压峰值超过（）的任何电压为相对地电压或相间过电压。
暂时过电压（temporary overvoltag）：在给定的安装点上，未衰减或弱衰减的(具有工作频率或一定数量的倍数、分数)的过电压。
瞬态过电压（transient overvoltag）：在几毫秒或更短的时间内，通常有强烈阻尼振荡或无振荡过电压。它可以叠加在暂时过电压上。
操作过电压（switching overvoltag）：一种单极性的峰值时间在 2 0 和5000 之间的瞬态过电压
谐振过电压（reasonance overvoltag）：当电感和电容元件参数由某些未连接的操作或故障连接的不利组合形成时产生的暂态过电压，且持续时间较长，波形具有周期性。
1.2.1 电压暂态及其要求
电压暂态（又称暂时过电压），在给定的安装点上，未衰减或弱衰减的(具有工作频率或一定数量的倍数、分数)的过电压（典型波形见图11）。电力系统结构、容量、参数、运营方式、故障条件以及各种安全自动装置的特性对过电压有影响。
电压波形
范围
图11 暂时过电压的典型波形
根据作用过电压的幅值、波形以及持续时间来分类，电压暂态可分为工频过电压和谐振过电压。
其中工频过电压与谐振过电压的标么值如下：
1） 工频过电压的1.0 p.u= （指系统最高电压）；
2） 谐振过电压的1.0 p.u= 。
工频过电压一般由以下几个原因引起：
1） 空载长线电容效应。
2） 单相接地。
3） 甩负荷过电压。
谐振过电压的种类有线性和非线性（铁磁）谐振过电压，参数谐振过电压。
1） 线性谐振：是电路中最简单的谐振形式，它发生在由恒定电感电容和电阻串联的RLC电路中，属于电感—电容效应的极端情况。
2） 铁磁谐振：与铁芯电感饱和,因为铁芯电感流量和电流之间的非线性关系,电感值不再是一个常数,具有许多不同的特点,铁磁谐振在电力系统一般由电容式电压互感器的空载变压器或组件组合而成。
3） 参数谐振：典型例子是同步发电机的自激过电压。
1.3 电压瞬态现象
电压瞬态（又称瞬态过电压）：在几毫秒或更短的时间内，通常有强烈阻尼振荡或无振荡过电压。它可以叠加在暂时过电压上。（典型波形见图12）。
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