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高压电力互感器的高精度测量与建模方法研究

作　者: 从洪伟
导　师: 杨煜普
学　校: 上海交通大学
专　业: 控制理论与控制工程
关键词: 高压电力互感器 磁滞回线 剩磁系数 卡尔曼滤波 LSSVM
分类号: TM452
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要


保护用高压电力电流互感器(CT)在电力系统的保护领域有着重要的应用。具有暂态保护特性的开气隙电流互感器—特别是TPY级电流互感器在电力系统中获得了越来越广泛的应用。但是,传统的TPY级电流互感器的测量方法往往需要高电压、大电流环境,测量过程繁琐,噪声干扰大。因此实现TPY级电流互感器的高效快速测量对电流互感器的生产与改进有重要意义。针对这些问题,本文主要做了如下工作:(1)本文首先讨论了智能测试技术,阐述了它的特点、发展现状和关键技术。从TPY级电力电流互感器的暂态性能测试的要求的角度出发,并结合智能测试技术,阐述了TPY级电力电流互感器自动测试系统的设计方法。此外根据互感器暂态饱和的特性,本文分析了国标中规定的常用的测试方法的优缺点,并根据国标的要求设计了一种测试简单准确的改进直流法测试方法,并从硬件和软件方面,阐述了测试系统的具体设计过程。为了提高测试系统的可靠性,本文增加了仪器的可维护性,添加了远程诊断系统用来维护系统的运行。(2)针对在工厂环境中,噪声干扰大的情况下,TPY级电力电流互感器暂态测试过程中容易因为霍尔传感器的零点漂移和噪声干扰引起的磁通测量不准确的问题,本文通过分析TPY级电流互感器铁芯励磁过程的内部磁通关系,根据TPY级电流互感器的特殊励磁特性,提出了一种应用卡尔曼滤波原理进行数据融合的分阶段测量方法,消除了测量误差对高精度测量的影响。经过卡尔曼滤波处理之后,消除了传感器零点漂移引起的误差积累问题,而且可以使测试得到的曲线更加准确平滑。(3)研究了如何建立电流互感器模型和仿真励磁曲线的方法。根据测试得到励磁曲线和互感器参数,本文采用了最小二乘支持向量机进行了建模,并且对传统的仿真模型作了一定的改进和完善,从而对描述互感器的特性提供了较准确的数学表达形式。

全文目录


摘要  3-4
ABSTRACT  4-9
第一章 绪论  9-15
  1.1 课题的背景与研究意义  9-10
  1.2 智能测试技术研究现状  10-11
  1.3 国内外电流互感器暂态仿真的研究现状  11-13
  1.4 本文主要内容安排  13-15
第二章 基于智能测量技术的暂态特性测试系统设计  15-44
  2.1 电流互感器铁芯的暂态特性  15-17
  2.2 互感器铁芯励磁特性常用测试方法  17-19
    2.2.1 交流法  17-18
    2.2.2 直流法  18-19
  2.3 本文电流互感器暂态特性系统总体设计  19-27
    2.3.1 本系统设计的对传统改进的直流法的测试方法  19-21
    2.3.2 暂态特性测试直流法的改进测试过程  21-24
    2.3.3 电流互感器的直流—交流模型的建立  24-27
  2.4 电流互感器暂态特性系统的硬件搭建  27-33
    2.4.1 直流电源模块  28-29
    2.4.2 控制模块  29-31
    2.4.3 数据采集模块  31-33
  2.5 电流互感器测试系统软件实现  33-38
    2.5.1 测试界面设计  33-34
    2.5.2 测试算法设计  34-37
    2.5.3 数据库设计  37-38
  2.6 测试系统测试结果  38-40
  2.7 远程智能网络技术在测试系统中的应用  40-43
  2.8 本章小结  43-44
第三章 基于kalman 滤波的剩磁参数高精度测量  44-53
  3.1 剩磁参数测量不准确的分析  44-45
  3.2 卡尔曼滤波原理  45-47
    3.2.1 卡尔曼对象的数学模型  45-46
    3.2.2 卡尔曼滤波算法  46-47
  3.3 卡尔曼滤波器磁通测量模型设计  47-50
    3.3.1 主要针对的问题  47-48
    3.3.2 系统磁通测量模型的确定  48-49
    3.3.3 系统状态方程和观测方程的建立  49-50
  3.4 剩磁参数修正实验结果分析  50-52
  3.5 本章小结  52-53
第四章 基于 LSSVM 的励磁特性建模  53-64
  4.1 电流互感器的仿真模型建立  53-55
  4.2 LSSVM 的原理  55-59
    4.2.1 机器学习  55-56
    4.2.2 支持向量机算法  56-57
    4.2.3 最小二乘支持向量机  57-59
  4.3 基于LSSVM 的互感器暂态过程建模  59-63
    4.3.1 LSSVM 用于互感器暂态过程励磁特性的建模  59-61
    4.3.2 将LSSVM 得到的互感器磁化过程模型用于互感器的仿真  61-63
  4.5 本章小结  63-64
第五章 总结与展望  64-66
参考文献  66-70
致谢  70-71
攻读硕士学位期间已发表或录用的论文  71-73

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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 > 互感器 > 电流互感器
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