基于dsp的绝缘油介质损耗测量系统设计 (1)

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1、基于DSP的绝缘油介质损耗测量系统设计摘要随着电力事业的迅速发展，对电力系统运行可靠性要求将越来越高，电气设备绝缘检测技术的发展更加受到重视。充油设备在电力系统中占有相当大的比例，而绝缘油介质损耗因数是反映其绝缘状况的重要参数。因此，研究绝缘油介质损耗因数的测量方法具有十分重要的实际意义。论文介绍了电力绝缘材料在电场作用下产生介质损耗的机理，指出影响绝缘油介质损耗因数的主要因素和测量绝缘油介质损耗的意义。阐述了过零鉴相法、过零点电压比较法、同步正交分离法和自由矢量法测量介质损耗的原理，同时指出这些测量方法的优缺点。由于电网中存在大量的谐波干扰，

2、导致测量系统中取样信号也含有很大的谐波，为了消除谐波对测量结果的影响，论文深入研究了傅立叶变换谐波分析法的测量原理，分析了测量中频谱泄漏和栅栏效应形成的原因，提出了采用锁相环倍频技术实现信号的整周期同步采样，消除频谱泄漏和栅栏效应对测量结果的影响，并对锁相环倍频技术的理论进行了深入研究，给出锁相环倍频技术的实现方法。针对介质损耗测量中存在的随机干扰，阐述了基于小波变换的硬闽值消噪理论在测量系统中的应用。同时，论文分析了常用加热绝缘油方法的不足，在研究传统PID控制和模糊控制原理基础上，综合两种控制算法的优点，在绝缘油介损测量系统中，提出采用模糊

3、+PID控制算法对绝缘油温度进行控制，并实现了模糊+PID控制器的设计。通过MATLAB仿真，验证了小波硬阈值消噪能有效降低随机干扰对测量结果的影响，利用PID控制算法、模糊控制算法和模糊+PID控制算法对选定的被控对象进行仿真，由仿真结果可知模糊+PID控制算法能满足测量绝缘油介质损耗的温度要求。论文最后设计了一个基于DSPTMS320LF2407的绝缘油介质损耗数字测量系统，给出了系统总体结构框图和系统的工作原理，对信号取样电路、信号硬件预处理电路、基于锁相环倍频技术的整周期同步采样电路以及温度测量和绝缘油加热控制电路进行了详细地设计和分析

4、，给出了软件部分的主程序和主要功能子程序流程图。关键词：介质损耗；谐波分析法；整周期同步采样；锁相环倍频技术；小波消噪；模糊+PID控制IIAbstractWiththerapiddevelopmentofelectricpowerenterprise，thedemandonthereliabilityofelectricpowersystemisfurthermore，andthedevelopmentofinsulationmonitoringtechniquehasbeenpaidmoreattention．Oil·filledequip

5、mentplaysaveryimportantroleinpowersystem，andthedielectriclossfactor(tgS)isanimportantparametertoreflecttheinsulationcondition．Therefore，studyingthet96ofinsulatingoilisofimportantpracticalmeaning．Thepaperintroduceselectricpowerinsulationmaterial’Sdielectriclossmechanismundert

6、heactionofelectricfield，pointsoutthemajorfactorswhichinfluenceinsulatingoildielectriclossandimportantsignificanceofmeasuringdielectricloss．expatiatesonmeasurementprineipiumofcrossing—zerophasedemodulationmethod、crossing·zerovoltagecomparisonmethod、orthogonalsynchronoussepara

7、tionmethodandfreedomvectormethod，andpointsoutadvantagesanddisadvantagesofthesemethods．Becausemassiveharmonicinterferenceintheelectricalnetwork，itcausessignal—samplingtoincludetheverybigharmonicinthemeasurementsystem，foreliminatingmeasurementresultinfluencebyharmonic，thepaper

8、hasanin—depthstudyofFouriertransformationharmonicsanalysismeasurementprinci