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第1章 绪论 1

1.1选题背景 1

1.2变压器在线监测技术现状 1

1.2.1变压器DGA检测方法 1

1.2.2变压器油中微量水分检测方法 5

1.2.3容性设备检测方法 6

1.2.4油中重金属检测方法 8

1.3图像处理技术在变电设备状态检测中的研究和应用现状 11

1.3.1国外研究现状 11

1.3.2国内研究现状 12

1.4变压器故障诊断与健康状态评估技术现状 14

1.4.1变压器故障诊断 14

1.4.2变压器状态评估 19

参考文献 20

第2章 变电站物联网通信协议与辅助控制 26

2.1物联网技术 26

2.1.1什么是物联网 26

2.1.2物联网典型应用 28

2.2变电站通信协议研究 30

2.2.1 IEC系列协议 30

2.2.2 IEEE 1451标准 33

2.2.3系列通信规范 38

2.3面向智能电网的物联网架构 40

2.3.1智能电网概述 40

2.3.2面向智能电网的物联网应用和网络架构 42

2.3.3面向智能电网的物联网应用方案 45

2.4变电站智能辅助控制系统 48

2.4.1项目背景 48

2.4.2总体架构 48

2.4.3关键技术 50

2.4.4功能设计与实现 57

2.4.5综合集成展示 61

参考文献 62

第3章 变电站电能质量在线监测技术 63

3.1电能质量参数的计算 63

3.1.1电参量计算 63

3.1.2谐波参数计算 66

3.1.3功率参数计算 71

3.2基于数学形态学的滤波器设计 73

3.2.1数学形态学 73

3.2.2基于二抽取的形态学低通滤波器 74

3.2.3形态梯度故障检测 80

3.3基于二维DCT的海量时序数据的压缩方法 82

3.3.1离散余弦变换 83

3.3.2数据压缩算法 84

3.3.3数据重构 87

3.3.4算法评估与仿真实例 87

3.4三相不平衡和畸变条件下谐波与无功电流检测 91

3.4.1 ip-iq算法分析 92

3.4.2基于电压变换的ip-iq算法 94

3.4.3数值仿真 95

3.5电能质量分析平台 100

3.5.1硬件设计 100

3.5.2 DSP软件设计 104

3.5.3单片机软件 105

3.5.4硬件系统调试 108

3.5.5电能质量分析软件界面 112

参考文献 115

第4章 电力变压器绝缘综合在线监测技术 117

4.1概述 117

4.2变压器油中气体在线检测 118

4.2.1基本原理 118

4.2.2系统设计 122

4.2.3色谱柱和SOFC传感器双温度控制子系统 129

4.2.4在线监测系统实现 137

4.2.5实验数据分析 141

4.3变压器油中微水在线监测系统 142

4.3.1概述 142

4.3.2变压器中微水含量测量原理 143

4.3.3变压器油中微水在线监测系统的设计与实现 146

4.3.4实验室测试 147

4.4变压器油中重金属在线检测 149

4.4.1检测原理 149

4.4.2设计方案 150

4.4.3实验结果与分析 156

4.5变压器容性设备绝缘在线监测系统 158

4.5.1概述 158

4.5.2在线监测原理 159

4.5.3系统设计 161

4.5.4电流传感器设计 163

4.5.5介质损耗因数监测结果分析 165

4.5.6现场测试结果 168

4.6变压器油在线监测系统软件设计及现场实施 170

4.6.1变压器油在线监测系统软件功能概述 170

4.6.2变压器油在线监测系统软件设计 171

4.6.3现场施工及设备安装 179

4.6.4测试及现场运行效果 179

参考文献 182

第5章 电力系统状态参数的非接触式监测 184

5.1背景与意义 184

5.2图像处理技术 185

5.3基于非接触检测的状态监测系统设计方案 188

5.3.1总体框架 188

5.3.2图像超分辨率重建 189

5.3.3红外与可见光图像配准 191

5.3.4红外与可见光图像融合 192

5.4主要应用 193

5.4.1入侵/异物检测 193

5.4.2输电线路覆冰检测 195

5.4.3电力设备或设备部件健康状态检测和评估 196

5.4.4电力设备健康状况分级研究 198

5.4.5图像快速处理 200

5.5功能展示 201

5.5.1实现基于2D/3D GIS的设备健康状态分析数据展示 201

5.5.2多源图像数据获取 201

第6章 电力变压器状态维护与故障诊断技术 204

6.1概述 204

6.1.1故障综述 204

6.1.2故障原因 205

6.1.3故障类型 205

6.2电力变压器的建模与故障仿真 206

6.2.1电力变压器的数学模型 207

6.2.2三相变压器内部故障建模 208

6.2.3数值仿真与结果分析 213

6.3预防性维护模型 215

6.3.1可靠性基本概念 216

6.3.2策略描述 219

6.3.3模型构建 220

6.3.4算例分析 222

6.4基于PCA的变压器故障检查方法 223

6.4.1 PCA统计过程监控模型 224

6.4.2基于重构贡献的故障检测 226

6.4.3仿真分析 227

6.5基于混合知识表示的故障判断专家系统 229

6.5.1专家系统总体结构 230

6.5.2框架式知识表示 231

6.5.3产生式规则的知识表示 232

6.5.4推理机制 232

6.6变压器状态综合评估 234

6.6.1变压器状态量的确定 234

6.6.2变压器状态分析与评分表 234

6.6.3变压器状态评估模型 235

参考文献 238