基于FPGA的电力变压器谐波在线检测与分析

来源 :天津工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:qiyueliuhua
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
电力变压器是电力系统实现电能变换的重要枢纽设备,对电网的安全稳定运行具有决定性的影响。作为变压器智能状态监测系统的核心组成部分,对于运行电力变压器的谐波检测与分析不仅成为设备状态检修提供重要技术依据,也为及时发现设备缺陷和异常怔兆提供重要参考。因此,基于高次谐波对电力变压器造成的危害和智能化变压器的在线检测和诊断的需求,开发一套针对电力变压器的准确、实时、低成本、能可靠有效的谐波检测和分析装置,能为变压器故障诊断提供及时、可靠依据,进而能有效地提高电力变压器运行的可靠性。   本文阐述了电力谐波的相关概念和产生原理,分析了电力谐波的特点和谐波对电力变压器的产生的危害。依据谐波检测理论,在对谐波检测实现技术进行全面分析的基础上,以《智能高压一次设备技术导则》中对变压器谐波检测参数的技术要求,以及变压器运行现场环境为依据,设计了一种高性能低成本的以FPGA为主控单元的电力数据采集、处理、存储,传输的硬件开发平台。其中,设计数字锁相环和采用二阶低通滤波器实现对谐波信号的同步跟踪和滤波,以消除非同步采样引起频谱泄漏和频谱混叠,使用精密电压电流传感器和多通道高速MAX125芯片设计谐波信号调理和同步采样电路。利用FPGA硬件资源以256点基-4FFT算法的高并行性的IP核来实现傅立叶谐波检测算法和数据加载存储控制。最后利用QuartusⅡ中SOPC Builder灵活定制了NiosⅡ软核作为系统CPU,并内嵌了实时内核μC/OS-Ⅱ构作为操作系统构成网络传输平台,负责完成对FFT算法处理单元协调控制、网络控制器DM9000A的任务调度及人机交互接口等功能,从而完成对电力变压器的运行电压、电流的谐波远程实时监测。   整个设计以Altera公司CycloneⅡ系列FPGA芯片为核心设计硬件平台,以Quartus Ⅱ和SOPCNiosⅡ IDE为软件开发平台,利用VerilogHDL语言实现整个系统的设计。整个系统分析结果通过TCP/IP协议传送至上位机监控系统,便于整个电力变压器状态监测系统统一调配。通过实际运行测试实验表明整个系统检测精度符合现行设计标准和实际需要,具有一定的理论意义和实用价值。
其他文献
磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging,MRI)是一种重要的医学成像方式,但由于扫描时间过长,因而限制了其进一步地发展和应用。并行磁共振成像技术(parallel MRI,pMRI)通过
  在现代社会,物流运输已经成为人们生活中不可缺少的一部分。随着电子商务的普及,传统的物流监控模式越来越面临新挑战。传统的运输监控是基于车辆的运输监控,对货物的监
人口老龄化是一个世界性的问题。根据世界卫生组织的定义和我国第六次全国人口普查数据,我国已经步入老龄化社会。在日常生活中,老年人极易出现跌倒等意外情况。据央视报道,
论文中主要研究了医学图像的三维重建技术。医学图像三维重建,是计算机图形学和数字图像处理技术在生物医学工程中的重要应用,在医学诊断、手术规划、模拟仿真、整形及假肢外
  随着城市化进程的加快,集中供热已成为城镇冬季采暖的主要形式,实行集中供热是合理利用能源,提高能源利用率的有效途径。伴随着集中供热的发展和普及,集中供热系统已逐步
由于煤矿井下环境复杂恶劣,井下通信远不如地面通信方便和灵活。由于各种传统通信方案存在诸多不足,结合电力线通信技术,本文提出一种利用井下现有的电力线路作为通信传输信道的
近年来,电力电子产品在生产和生活领域的应用日益广泛,促进了对整流装置和整流技术的深入研究。传统二极管不控整流以及晶闸管相控整流存在功率因数较低,交流侧输入电流畸变严重等缺点,由此产生的大量谐波及无功量给电网造成了严重的“污染”。应用PWM控制技术通过对整流电路的适当控制,可以令网侧输入电流和输入电压为同相位的正弦波,实现单位功率因素,并且得到可控的稳定直流电压输出,甚至使得网侧和直流侧能量可双向传
在数字信息技术和网络技术的高速发展以及物联网兴起的时代,嵌入式系统已经广泛地渗透到科学研究、工程设计,以及人们的日常生活中的方方面面。Linux作为功能强大、代码开源的
近空间(NearSpace)是指距离地面20~100km的空域。近空间高超声速飞行器(NearSpaceHypersonicVehicle,NSHV)是各国大力发展的新型航空航天飞行器。由于其重要的军事和民用价值,美
  当前,人们对计算机视觉的研究已经越来越成熟,并且计算机视觉从开始研究到现在的几十年里发展的速度相当快。计算机视觉有着广阔的应用前景,而对运动人体进行分析识别又是计