Ứng dụng WAVELET trong việc nhận dạng phổ tín hiệu

Luận văn thạc sỹ ng dụng Wavelet trong việc nhận dạng phổ tín hiệu
HVTH: Nguyễn Thành Thiện iv GVHD: PGS.TS. Hồ Văn Nhật Chương
LI CMăN


Đầuătiênăngi thực hin xin bày t lòng bit năđi vi thầy H
VĕnăNhtăChng,ăngi đƣ tn tình hng dn trong sut quá trình
thực hin đ tài.
Ngi thực hin cũng xin chân thành cm n thầy Trng Vit
Anh, ch nhim ngành đƣ giúpăđ vào to nhiu điu kin đ đ tài
đc hoàn thành đúng thi hn
Ngi thực hin xin chân thành cm năđn quý thầy cô trng
ĐH S phm Kỹ thut Tp.HCM, trng ĐH Bách Khoa Tp.HCM đƣ
ging dy và giúpăđ trong quá trình hc và thực hin đ tài này
Sau cùng ngi thực hin xin gửi đn những ngi thân trong gia
đình li cm n vì những li đng viên và giúpă đ trong thi gian
thực hinăđ tài.


Tp.HCM , Ngày tháng nĕm 2014

Ngi thực hin



Nguyễn Thành Thiện

Luận văn thạc sỹ ng dụng Wavelet trong việc nhận dạng phổ tín hiệu
HVTH: Nguyễn Thành Thiện v GVHD: PGS.TS. Hồ Văn Nhật Chương
TÓM TT
Lun vĕn gii thiu mt s hin tng quá đ trong h thng đin nh nhiu

lon đin áp (do đóng t đin và do xung sét), các hin tng tĕng đin áp, võng
đin áp và mt đin tm thi. Qua đó, lun vĕn gii thiu 2 phng pháp nhn dng
tín hiu đó là:
- Phng pháp phân tích Wavelet đa phân gii MRAăđ trích ra các đặc trng
nĕngălng ca từng tín hiu quá đ, từ các mc nĕngălng đó ta d dàng nhn
dng tín hiu.
- Phng pháp phân tích ph Wavelet ca tín hiu.Vi phng pháp này chúng
ta bit đc đặc tính tần s ca các tín hiu.Từ đó chúng ta có th nhn dng từng
loi tín hiu.
Ni dung ca lun vĕnăđc trình bày gm 7 chng, gm 2 chng m đầu và
kt lun, cùng 5 chng v ni dung.
 ωhngăă1:ăTng quan
 ωhngăă2:ăGii thiu các hinătngăquáăđ trên h thngăđin
 ωhngăă3:ăMôăphng mt s dngăsóngăquáăđ đin áp trên h thngăđin.
 ωhngă 4:ă ωă s lý thuyt ca phép bină đi fourier và phép bină đi
wavalet
 ωhngă5:ăng dngăwaveletsăđ phân tích các mc chi tit và tính các nĕngă
lng ca các tín hiuăquáăđ
 ωhngă6:ăng dngăwaveletsăđ phân tích ph các tín hiu
 ωhngă7: Kt lun

Luận văn thạc sỹ ng dụng Wavelet trong việc nhận dạng phổ tín hiệu
HVTH: Nguyễn Thành Thiện vi GVHD: PGS.TS. Hồ Văn Nhật Chương
ABSTRACT
The thesis presents a number of transition phenomena in power system such as:
disturbances (by voltage capacitors close and impulse lightning), voltage surges,
voltage sags and voltage interruptions. Thereby, the thesis introduces two signal
detection methods :
- The Wavelet multi-resonlution analysis (MRA) method is to extract the
characteristic energy of each transitional signal. With energy levels, we will

easily identify the form of signal.
- The Wavelet spectral analysis method is to know the characteristics
frequency of the signal, so we can detect each type of signal.
The content of the thesis consists of seven chapters:
 Chapter 1: Overview.
 Chapter 2: Introduce the transitional phenomena in power system.
 Chapter 3: Simulate the transition waveforms in the power system.
 Chapter 4: Theoretical basis of Fourier transform and wavalet transform.
 Chapter 5: Application of wavelets to analyze the detail level and energy
distribution of the transitional signal.
 Chapter 6: Application of wavelets to analyze the spectrum of signals.
 Chapter 7: Conclusion.

Luận văn thạc sỹ ng dụng Wavelet trong việc nhận dạng phổ tín hiệu
HVTH: Nguyễn Thành Thiện vii GVHD: PGS.TS. Hồ Văn Nhật Chương
Mc Lc

ωHNGă1:TNG QUAN 1
1.1.ăĐặt vnăđ 1
1.2. Gii quyt vnăđ 2
1.3. Nhim v và gii hnăđ tài 2
ωHNGă2:GII THIU CÁC HINăTNGăQUỄăĐ TRÊN H THNG
ĐIN 3
2.1 KHÁI NIM 3
2.1.1ăĐịnhănghĩaăchtălngăđinănĕng: 3
2.1.1.1. Chtălngăđin áp. 3
2.1.1.2. Chtălng tần s. 4
2.1.2 Tầm quan trng ca chtălngăđinănĕng. 4
2.2. CÁC HINăTNGăQUỄăĐ TRÊN H THNGăĐIN 4
2.2.1ăDaoăđngăquáăđ. 4

2.2.2. Thayăđiăđin áp thi gian dài. 6
2.2.3.ăThayăđiăđin áp thi gian ngắn: 7
2.2.4. Mt cân bằngăđin áp: 9
2.2.5. Méo dng sóng: 10
2.2.6. Nhpănháyăđin áp (Voltage Flicker): 13
2.3ăĐỄNHăGIỄăωHTăLNGăĐINăNĔNG 13
2.3.1 Gii thiu: 13
2.3.2.ăĐánhăgiá chtălngăđinănĕng. 14
2.3.3 Thit bị đoăchtălngăđinănĕng 16
ωHNGă3:
MÔ PHNG MT S DNGăSÓNGăQUỄăĐ ĐIN ÁP TRÊN H
THNGăĐIN 19
3.1 Gii thiu v công c power System Blockset Toolbox: 19
3.2. Mch mô phng: 20
3.2.1 Mch mô phngăđóngăt đin 20
Luận văn thạc sỹ ng dụng Wavelet trong việc nhận dạng phổ tín hiệu
HVTH: Nguyễn Thành Thiện viii GVHD: PGS.TS. Hồ Văn Nhật Chương
3.2.2 Mô phng dngăsóngăquáăđin áp khí quyn. 21
3.2.2.1.ăTrng hp vi xung toàn sóng. 21
3.2.2.2.ăTrng hp vi xung sét cắt. 23
3.2.2.2.1.ăTrng hp vi xung sét cắt tiăTc=0.6μs. 23
3.2.2.2.2.ăTrng hp vi xung sét cắt tiăTc=1.2μs. 25
3.2.2.2.3.ăTrng hp vi xung sét cắt tiăTc=25μs. 26
3.2.3 Mch mô phngăvõngăđin áp 27
3.2.4 Mch mô phngătĕngăđin áp: 28
3.2.5 Mch mô phng mtăđin tm thi: 28
ωHNGă4:
ωăS LÝ THUYT CA PHÉP BINăĐI FOURIER VÀ PHÉP
BINăĐI WAVALET 30
4.1 Phép binăđi Fourier: 30

4.1.1. Phép bin đi Fourier liên tc: 30
4.1.2 Chui Fourier 31
4.1.3 Binăđi Fourier ca tín hiu ri rc DTFT 32
4.1.4 Chui Fourier ri rc 33
4.1.5 Binăđi Fourier hữu hn 34
4.1.6. Phép bin đi Fourier thi gian ngắn: 37
4.2. Phép bin đi wavelet: 38
4.2.1 Phân tích Wavelet 38
4.2.1.1 Phân tích cc b 39
4.2.1.2 Định tỷ l (Scaling) 40
4.2.1.3. Dịch ( Shifting) 42
4.2.2ăăωăs toán hc 43
4.2.2.1 .Binăđi Wavelet liên tc 43
4.2.2.2 Binăđi Wavelet ri rc 45
4.2.3. Tính cht ca binăđi Wavelet 46
4.2.4. Gii thiu mt s h Wavelet 49
4.2.4.1 H Haar: 49
Luận văn thạc sỹ ng dụng Wavelet trong việc nhận dạng phổ tín hiệu
HVTH: Nguyễn Thành Thiện ix GVHD: PGS.TS. Hồ Văn Nhật Chương
4.2.4.2 Daubecchies: 50
4.2.4.3. Binăđi Wavelet Meyer: 51
4.2.4.4. Biorthogonal ( song trực giao) 52
4.2.4.5. Coiflets: 53
4.2.4.6 Symlets: 53
4.2.4.7. Morlet: 54
4.2.4.8.MũăMehicoă(Mehicoăhat): 54
4.2.4.9. Các Wavelet thực khác 55
4.2.4.10. Các Wavelet phc: 55
4.2.5. Mt s ng dng ni bt ca Wavelet 55
4.2.5.1ăĐặc tính tỉ l 55

4.2.5.2ăăĐặc tính thi gian. 56
ωHNGă5:
NG DNGăWAVELETSăĐ PHÂN TÍCH CÁC MC CHI TIT
VÀ PHÂN B NĔNGăLNG CA CÁC TÍN HIUăQUỄăĐ 57
5.1ăPhơnătíchăđaăphơnăgii: 57
5.2.ăĐịnh lý Parseval 58
5.3 Chnăcácăđặcătrngăca tín hiu: 59
5.4. Kt qu phân tích: 60
5.4.1. Dng sóng sin chuẩn: 62
5.4.2. Dngăsóngăđóngăt đin: 63
5.4.2.1 Dngăsóngăđóngăt đinălúcăđin áp ngun bằng 0: 63
5.4.2.2 Dngăsóngăđóngăt đinălúcăđin áp ngun cực tiu: 64
5.4.2.3 Dngăsóngăđóngăt đinălúcăđin áp ngun cựcăđi: 65
5.4.3. Dngăsóngăquáăđin áp khí quyn: 67
5.4.3.1 Dngăsóngăquáăđin áp ti nút tiădoăxungătoƠnăsóngă1.2/50μsăgơyăra 67
5.4.3.2 Dngăsóngăquáăđin áp ti nút ti do xung sét cắt gây ra 68
5.4.3.2.1.ăQuáăđin áp ti nút tiădoăxungăsétă1.2/50μsăcắt tiăTc=0.6μsăgơyăra 68
5.4.3.2.2.ăQuáăđin áp ti nút tiădoăxungăsétă1.2/50μsăcắt tiăTc=1.2μsăgơyăra 69
5.4.3.2.3.ăQuáăđin áp ti nút tiădoăxungăsétă1.2/50μsăcắt ti Tc=1.2μsăgơyăra 70
Luận văn thạc sỹ ng dụng Wavelet trong việc nhận dạng phổ tín hiệu
HVTH: Nguyễn Thành Thiện x GVHD: PGS.TS. Hồ Văn Nhật Chương
5.4.4. Dngăsóngătĕngăđin áp: 72
5.4.5. Dngăsóngăvõngăđin áp: 73
5.4.6. Dng sóng mtăđin áp tm thi: 74
ωHNGă6:
NG DNGăWAVELETSăĐ PHÂN TÍCH PH TÍN HIU 76
6.1. Phân tích ph: 76
6.1.1.ăĐịnh nghĩa 76
6.1.2. Phm vi ng dng 76
6.2 Binăđi Wavelet ca các tín hiuăxungăquáăđin áp không chu kỳ 77

6.3. Binăđi Wavelet ca các tín hiu . 80
Sử dngăchngătrìnhăMatlabă(Ph lcă1.4.1ăvƠă1.4.2)ăđ mô phng ph các tín
hiu 80
6.3.1.Ph wavelet thun ca tín hiuăđinăápăđóngăt đin. 80
6.3.1.1. Ph Wavelet ca tín hiuăđinăápăđóngăt đin khi áp ngun cực tiu. 80
6.3.1.2. Ph Wavelet ca tín hiuăđinăápăđóngăt đin khi áp ngun bằng 0. 84
6.3.1.3.Ph Wavelet ca tín hiuăđinăápăđóngăt đin khi áp ngun cựcăđi. 85
6.3. 2.Ph wavelet thun ca tín hiuăquáăđinăápădoăxungădòngăsétă1.2/50μs. 86
6.3.ă2.1ăQuáăđinăápădoăxungătoƠnăsóngă1.2/50μs. 86
6.3.ă2.2ăQuáăđin áp do xung sóng cắt. 87
6.3.ă2.2.1ăQuáăđinăápădoăxungăsóngă1.2/50μsăcắt tiă0.6μs. 87
6.3.ă2.2.2ăQuáăđinăápădoăxungăsóngă1.2/50μsăcắt tiă1.2μs. 88
6.3.ă2.2.3ăQuáăđinăápădoăxungăsóngă1.2/50μsăcắt tiă25μs. 89
6.3. 3.Ph wavelet thun ca tín hiuătĕngăđin áp. 90
6.3. 4.Ph wavelet thun ca tín hiuăvõngăđin áp. 91
6.3. 5. Ph wavelet thun ca tín hiu mtăđin tm thi. 92
ωHNGă7:
KT LUN 94
7.1. Kt lun 94
7.2.ăHng phát trinăđ tài 94
TÀI LIU THAM KHO 95

Luận văn thạc sỹ ng dụng Wavelet trong việc nhận dạng phổ tín hiệu
HVTH: Nguyễn Thành Thiện xi GVHD: PGS.TS. Hồ Văn Nhật Chương
PH LC 96
ωHNGăTRÌNHăωODEăTệNH TOÁN 96
1.1:ăωhngătrìnhătínhăFTăchoătínăhiu dừng : 96
1.2:ăωhngătrìnhătínhăFTăchoătínăhiu không dừng : 96
1.3:ăωhngătrìnhăphơnătíchăWaveletăDWTădb4ă: 97
1.4:ăωhngătrìnhăphơnătíchăxácăđịnh ph Wavelet ca hiu 99

1.4.1:ăωhngătrìnhăcodeăWaveletăthun vi h s tỷ l a c định trong min tần
s và h s dịch chuyn b c định 99
1.4.2.ωhngătrìnhăcodeăWaveletăăthun vi h s tỷ l aăthayăđi trong min
tần s và h s dịch chuyn b c định 100



Luận văn thạc sỹ ng dụng Wavelet trong việc nhận dạng phổ tín hiệu
HVTH: Nguyễn Thành Thiện 1 GVHD: PGS.TS. Hồ Văn Nhật Chương
Chngă1: TNG QUAN
1.1.ăĐT VNăĐ
Các vnăđ v chtălngăđinănĕngăđc quan tâm  nhiuănc trên th gii và
đƣăcóărt nhiu tài liuăđ cpăđnăđ tài này.  Vit nam hin nay, tuy vnăđ v
chtălngăđin nĕngăchaăđc quan tâm nhiuănhngătrongătngălaiăđơyăs là
mt tiêu chí quan trngăđ ngi tiêu dùng lựa chn nhà cung cpăđinănĕng.ăDoăđó,ă
tìm hiu v chtălngăđinănĕngăvƠăcácăvnăđ liên quan là mt công vic cần thit
trong thi gian này.
Hin nay có rt nhiu kỹ thut miăđ phân tích, xử lý và phân loi, nhn dng
các tín hiu.ăĐặc bit kỹ thut phân tích wavelets rt hiu qu trong phân tích tín
hiuăđngăđ nhn dng, phân loi tự đng nhiu tín hiu khác nhau.
Nhn thyăđc tầm quan trng ca các vnăđ trênăngi thực hinăđƣăchnăđ tài
ắăng dng wavelet trong vic nhn dng ph tín hiuă” đ thực hin trong lun
vĕnătt nghip.
Lun vĕn trình bày hai phng pháp nhn dng tín hiu: Nhn dng theo mc nĕng
lng và nhn dng theo ph tín hiu.
Các kt qu nghiên cuăđƣăđc công b trongăvƠăngoƠiănc:
 Nguynă Hữuă Phúc,ă Trngă Qucă khánh,ă Nguynă Nhơnă ψn,ă ng dụng
wavelet trong việc phân tích và nhận dạng các vấn đề chất lượng điện năng.ăTpă
chíăphátătrinăKH&ωN,ătpă9,ăsă1ăậ 2006.
 NguynăHữuăPhúc,ăTrngăĐìnhăNhn,ăKỹ thuật phân tích Wavelets kết hợp

với Fuzzy Logic để nhận dạng nhiễu trong hệ thống điện. Tpăchíăphátătrinăkhoaă
hcăvƠăcôngănghătpă9,ăsă5-2006.
 HăVĕn Nht Chng, Nguyn Vĕn Khn, Nghiên cu phổWavelet ca các
dạng xung quá điện áp không chu kỳ. Lun vĕn thc sĩ nĕm 2012.
 V.R.Sheelavant, Vijaya C, S.C. Shiralashetti,Wavelet based Fault Detection
Method for Ungrounded Power System with Balanced and Unbalanced load.
Luận văn thạc sỹ ng dụng Wavelet trong việc nhận dạng phổ tín hiệu
HVTH: Nguyễn Thành Thiện 2 GVHD: PGS.TS. Hồ Văn Nhật Chương
International Journal of Electrical and Computer Engineering (IJECE),No.1,
September 2011, pp. 9~16 . ISSN: 2088-8708
1.2. Gii quyt vnăđ
Đc sự phân công ca Phòng qun lý sau đi hc và ban ch nhim ngành và
sự đng ý ca giáo viên hng dn, ngi thực hin đƣ thực hin đ tài theo hng
kt hp giữa nghiên cu lý thuyt và mô phng trên máy tính.
1.3. Nhim v và gii hnăđ tài
 NhimăvăđătƠi
 Giiăthiuăcácăhinătngăquáăđătrênăhăthngăđin
 TìmăhiuăvăwaveletăvƠăphơnătíchăwavelet
 SửădngăphầnămmăMatlabăđămôăphngăcácăhinătngăquáăđ
 ngădngăwaveletătrongăvic tính các mc nĕngălng và phân tích ph tín
hu.
 GiiăhnăđătƠi
ωhpănhnădữăliuăcaăcácătínăhiuăquáăđăcũngănhăđcătoăraătrênămáyătính,ă
khôngăthửănghimăviăvicăxửălỦătrongăthiăgianăthực.
Luận văn thạc sỹ ng dụng Wavelet trong việc nhận dạng phổ tín hiệu
HVTH: Nguyễn Thành Thiện 3 GVHD: PGS.TS. Hồ Văn Nhật Chương
Chngă2
GII THIU CÁC HIN TNGăQUÁăĐ TRÊN H
THNGăĐIN
2.1 KHÁI NIM

2.1.1ăĐnhănghĩaăcht lngăđinănĕng:
Chtă lngă đină nĕngă đóă lƠă mt thut ngữ đcă địnhă nghĩaă khácă nhauă vi
nhiu t chc khác nhau. Vin Kỹ săĐinăvƠăĐin tử (IEEE)ăđịnhănghĩaăăcht
lngăđinănĕngă“ălƠăcácăkháiănim v cung cpănĕngălngăvƠăđặt nn tng cho các
thit bị đin tử phù hp vi thit bị đóă”.ăTt c các thit bị đin d bị hng hay sự
c khi làm vic vi chtăălngăđinănĕngăkém.ăωácăăthit bị này có th lƠăđngăcă
đin, máy binăáp,ămáyăphátăđin, máy tính, máy in, thit bị truyn thông hoặc thit
bị đin gia dng.
Mtăđịnhă nghĩaă khácă đnă gin và ngắn gn v chtă lngă đină nĕngă “ă cht
lngăđinănĕngălƠămt tp hp ca những gii hn v đin cho phép mt b phn
ca thit bị hotăđng vi chcănĕngăđƣăđcăđịnh sẵn mà không h gây ra sự mt
mát nào v hiu sutăcũngănhătui th ca thit bị ”.ăĐịnhănghĩaănƠyăbaoătrùmăhaiă
điu yêu cầu từ mt thit bị đin: hiu sut và tui th. Mi vnăđ liênăquanăđn
hai thuc tính trên đu là mi quan tâm ca chtălngăđinănĕng.
2.1.1.1. Cht lngăđin áp.
Đin áp là mt trong những chỉ tiêu quan trng ca chtăălngăđinănĕng.ă
Vic duy trì mtăđin áp  mcăđ choăphépăcóăỦănghĩaătoăln trong nn kinh t
quc dân. Cht lngăđinăápăđcăđánhăgiá thông qua các chỉ tiêu v đ lchăđin
áp,ă đ daoă đngă đină áp,ă đ không đi xng và mcă đ không sin caă đin áp.
Trongăđóăchỉ tiêu v đ lchăđin áp là chỉ tiêu quan trng nht. Trong quá trình
vn hành mngăđin, ph tiăăthayăđi liên tc trong sut thiăgianăngƠyăvƠăđêmă
nên tn thtăđin áp trong mngăđinăcũngăthayăđi theo làm cho giá trị đ lch
đin áp  h tiêu th và thit bị đin riêng r cũngăthayăđi. Vic giữ choăđin áp
khôngăđi và bằngăđinăápăđịnh mc cho h tiêu th trong sut thi gian làm vic
Luận văn thạc sỹ ng dụng Wavelet trong việc nhận dạng phổ tín hiệu
HVTH: Nguyễn Thành Thiện 4 GVHD: PGS.TS. Hồ Văn Nhật Chương
thực t là không thực hinăđc.ăĐ dm boăđcăđ lchăđin áp  h tiêu th
nằm trong gii hn cho phép cần phi tinăhƠnhăđiu chỉnhăđin áp trong mngăđin
xí nghip, mng phân phi, mng truyn ti,ă nhƠă máyăđin thông qua các tiêu
chuẩn v đ lchăđin áp trong quá trình vn hành mng.

2.1.1.2. Cht lngătầnăs.
TầnăsălƠămtăchỉătiêuăhăthngăcaăchtălngăđinănĕng.ăĐălchătầnăsălƠănh
nhauăđiăviătoƠnăbăhăthngăđin,ăbiăvìăgiáătrịătầnăsăăthiăđimănƠoăđóăđcăxácă
địnhăbằngătcăđăquayăcaămáyăphátăđin.ăTrongăcácăchăđăxácălpăbìnhăthngăttăcă
cácămáyăphátăcóătcăđăđngăb.ăDoăđóăchtălngătầnăsăđcăđánhăgiáăbằngăđălchă
tầnăsăsoăviăđịnhămcăvƠăđădaoăđngătầnăs.
2.1.2 Tầm quan trng ca cht lngăđinănĕng.ă
Sự gia tĕng ca các thit bị kỹ thut s có đ nhy cao đòi hoirnghieem ngặt v
cht lng ngun cung cp. Các lĩnh vực lien quan nh công ngh bán dn, máy
tính đin tử, ngi máy, các thit bị điu khin có lp trình…Ngoài ra, chính các
thit bị đin tử làm tĕng nh hngăđn cht lng đin nĕng. Thị trng đin to ra
tính cnh tranh cũng làm ngi ta quan tâm nhiu đn cht lng đin nĕng.
Cht lng ca ngun đin có th nh hng trực tip lên nhiu nhà tiêu th
trong công nghip, những ngi sử dng các thit bị tự đng và hin đi.
Lý do cui cùng đ ta quan tâmăđn cht lng đin nĕng là giá trị kinh t, các
nh hng v kinh t lên các công ty đin, khách hang, nhà cung cp thit bị đin.
2.2. CÁC HIN TNGăQUÁăĐ TRÊN H THNGăĐIN
2.2.1ăDaoăđngăquáăđ.
Khái nim quá đ dungăđ chỉ các sự kin ta không mong mun xy ra thoáng qua
trên h thng đin. Quá đ thng lienăquanăđn các hin tng daoăđng tắt dần
ca các mch R,L và C.
Quá đ đc chia làm 2 loi: xung quá đ và daoăđng quá đ, tùy vào dng song
đin áp hoặc dòng đin quá đ.
 Xung quá đ
Luận văn thạc sỹ ng dụng Wavelet trong việc nhận dạng phổ tín hiệu
HVTH: Nguyễn Thành Thiện 5 GVHD: PGS.TS. Hồ Văn Nhật Chương


Hình 2.1: Xung quá độ
Xungăquáăđ là sự thayăđiăđt ngtăđin áp hoặcădòngăđin  trng thái xác lp,

mangătínhăđnăcực.
Xung quá đ thng đc mô t bằng thi gian xut hin và thi gian suy gim ca
nó, ví d xung quá đ 1,2/50µs 20KV s có biênăđ tĕng từ 0ăđn 20KV trong thi
gian 1,2µs sau đó suy gim biênăđ trong khong thi gian 50µs. nguyên nhân gây
ra xung quá đ là do sét đánh.
Do có cha các thành phần tần s cao nên hình dng xung quá đ có th thayăđi
tùy theo các thành phần ca mch và s khác nhau đáng k  những vị trí khác nhau
trên h thng.
Xung quá đ có th kích thích tần s c bn và gâyăraădaoăđng quá đ.
 Daoăđngăquáăđ
Dao đng quá đ đó là sự thayăđi đt ngt ca đin áp hoặc dòng đin  trng thái
xác lp trên h thng đin, mang tính lng cực dng và âm.
Daoăđng quá đ gm các giá trị tc thi ca đin áp hoặc dòng đin thayăđi cực
tính lien tc. Nó đc mô t bi các thành phần cha trong ph tần, gm tần s,
Luận văn thạc sỹ ng dụng Wavelet trong việc nhận dạng phổ tín hiệu
HVTH: Nguyễn Thành Thiện 6 GVHD: PGS.TS. Hồ Văn Nhật Chương
thi gian và biênăđ. Dựa vào tần s ngi taăchiaădaoăđng quá đ ra thành 3 loi:
tần s cao, tần s trung bình và tần s thp. Hình 2.2 minh ha dng songădaoăđng
quá đ do đóng cắt t.

Hình 2.2: dao động quá độ
2.2.2.ăThayăđiăđin áp thi gian dài.
Các thayăđi làm lch đin áp hiu dng trong thi gian dài hn 1 phút đc gi là
thayăđi đin áp thi gian dài. Chúng bao gm quá đin áp và thp đin áp.
- Quá áp ( Overvoltage):
Mt hin tng đc gi là quá đin áp khi giá trị hiu dng tĕng ln hn
110% định mc trong thi gian dài hn 1 phút.
Quá đin áp thng xy ra do đóng cắt ti có giá trị ln, sự np đin trên các
t nhánh. Ngoài ra vic cài đặt sai các đầu dây máy bin áp cũng có th gây
quá áp trên h thng đin.

- Thpăápă(ăUndervoltageă):
Mt hin tng đc xem là thp áp khi giá trị hiu dng nh hn 90% trong
thi gian dài hn 1 phút.
Thp đin áp xy ra do các hin tng ngc vi quá đin áp. Vic đóng các
ti có giá trị ln hoặc các t nhánh có th gây thp đin áp.
Luận văn thạc sỹ ng dụng Wavelet trong việc nhận dạng phổ tín hiệu
HVTH: Nguyễn Thành Thiện 7 GVHD: PGS.TS. Hồ Văn Nhật Chương
Thp áp và quá áp s gây ra các sự c trên h thng làm nh hng đn các
thit bị đin tử công sut, máy tính, thit bị xử lý.
- MtăápăkéoădƠiă(ăSustainedăInterruption):
Hin tng đin áp h thng gim v zero kéo dài trong thi gian quá 1 phút
đc gi là mt đin áp kéo dài. Hin tng này cũng thng xy ra và cần
phi có sự can thip ca con ngi đ phc hi li h thng.
2.2.3.ăThayăđiăđin áp thi gian ngn:
Thayăđi đin áp trong thi gian ngắn đc chia làm nhiu loi tùy vào thi gian
xy ra gm: Instantaneous (3-60s), Momentary (0.6-3s), Temporary (0.1-0.6s). Các
thayăđi này xut hin do các điu kin sự c, do dòng khi đng các ti ln. Tùy
vào vị trí xy ra sự c và các điu kin ca h thng mà sự c có th gây ra gim áp
tm thi (sag), tĕng áp tm thi (swell), mt đin áp tm thi (interruption).
- Mtăđinătmăthiă(ăVoltageăInterruptionă):
Hin tng này xy ra khi đin áp ngun hoặc dòng đin ti gim đn giá trị
nh hn 0.1pu (power unit) trong thi gian ít hn 1 phút, nh hình v 2.3
Hin tng này xy ra do các sự c trên h thng, sự c ti thit bị, điu
khin sai thit bị. Mt đin áp thng do sự c ngắn mch trên h thng đin
gây ra. Sự mt đin đc đo bi thi gian xy ra trên h thng, từ lúc biênăđ
đin áp nh hnă10%ăđịnh mc, thi gian ca mt đin đc xác định là thi
gian hot đng ca các thit bị bo v, các thi gian này có th khôngăđ
nhau.

Luận văn thạc sỹ ng dụng Wavelet trong việc nhận dạng phổ tín hiệu

HVTH: Nguyễn Thành Thiện 8 GVHD: PGS.TS. Hồ Văn Nhật Chương

Hình 2.3: Mất điện tạm thời
- Võngăđinăápă(Voltageăsag):
Là sự gim đin áp hoặc dòng đin hiu dng còn li trong khong 0.1-0.9pu
trong thi gian từ 0.5ăđn 30 chu kỳ. Nh hình 2.4

Hình 2.4: Võng điện áp
Võng đin áp thng kèm theo sự c trên h thng nhng cũng có th do sự
đóng đin ca các ti nặng hoặc do quá trình khi đng các đng c ln
Các công ty đin, ngi sử dng, nhà sn xut thit bị có th áp dng nhiu
bin pháp đ gim bt các sự c gây ra võng đin áp và gim bt nh hng
ca nó lên các thit bị.

Luận văn thạc sỹ ng dụng Wavelet trong việc nhận dạng phổ tín hiệu
HVTH: Nguyễn Thành Thiện 9 GVHD: PGS.TS. Hồ Văn Nhật Chương
- Tĕngăđinăápă(VoltageăSwell):
Là sự tĕng dòng đin hoặc đin áp hiu dng đn giá trị khong 1.1-1.8 pu
trong thi gian từ 0.5ăđn 30 chu kỳ. Nh hình 2.5.

Hình 2.5: Tăng điện áp
Gingănh võng đin áp, tĕng đin áp thng kèm theo sự c trên h thng
nhng ít ph bin hn. Tĕng đin áp còn do sự gia tĕng áp tc thi trên các
pha không bị sự c ca h thng, trong sự c ngắn mch giữa 1 pha và đt.
Tĕng đin áp đc xác định bi biênăđ hiu dng và thi gian xy ra nó.
Mc đ nghiêm trng ca tĕng đin áp khi có sự c s tùy thuc vào vị trí,
tr kháng h thng và vic ni đt. Trong h thng không ni đt, đin áp
dây pha không bị sự c s tĕng rt ít hoặc không tĕng do máy bin áp thng
ni Δ-Υ.ăTrongăh thng không ni đt, khi xy ra sự c giữa mt pha và đt
thì đin áp trên các pha còn li s tĕng lênăđn 1.75pu. Tuy nhiên tĕng đin

áp thng ít xy ra trên h thng hn so vi võng đin áp và mt đin áp.
2.2.4.ăMtăcơnăbằngăđinăáp:
Điu kin không cân bằng đc xác định bằng tỉ s giữa đ lch cực đi và giá trị
trung bình ca đin áp hoặc dòng đin 3 pha, thng đ lch tính theo %.
Đ lch (%)=max(ΔV)/V
trung bình
.
Tỉ s giữa thành phần th tự ngc hoặc th tự không và th tự thun cũng có
th dùng đ xác định % mt cân bằng đin áp.
Luận văn thạc sỹ ng dụng Wavelet trong việc nhận dạng phổ tín hiệu
HVTH: Nguyễn Thành Thiện 10 GVHD: PGS.TS. Hồ Văn Nhật Chương
Nguyên nhân gây ra mt cân bằng áp nh hn 2% là do sử dng các ti 1 pha trên
h thng 3 pha . Ngoài ra, mt cân bằng đin áp cũng có th xy ra do n các cầu
chì trên mt pha ca nhánh t ba pha.
Mt cân bằng đin áp đc xem là nghiêm trng khi đ lch ln hn 5%.

Hình 2.6: Mất cân bằng điện áp
2.2.5. Méo dng sóng:
Là sự lch dng sóng  trng thái xác lp so vi dng sóng sin lý tng  tần s c
bn ca ngun, nó đc mô t bằng ph tần.
Méo dng sóng bao gm 5 loi: lch áp DC (DC offset), ha tần
(Harmonics), liên ha tần (Interharmonic), Notching và nhiu (Noise).
- LchăápăDCă(DCăoffset):
Sự xut hin ca đin áp hoặc dòng đin DC trên h thng AC gi là DC
Offset. Nguyên nhân là do nhiu địa từ hoặc do các b chỉnh lu mt chiu.
Dòng DC trong mng AC có th nh hng làm bo hòa máy bin áp  điu
kin làm vic bình thng. Điu này s làm phát sinh nhit và làm tĕng tn
hao máy bin áp.
Dòng DC này còn có th gây ra ĕn mòn đin phânăđi vi các đin cc ni
đt và các đầu ni khác.

- Haătầnă(Harmonics):
Là các đin áp hoặc dòng đin hình sin có ln các tần s c bn ca h thng,
làm méo dng sóng sin chuẩn, nh hình 2.6.
Luận văn thạc sỹ ng dụng Wavelet trong việc nhận dạng phổ tín hiệu
HVTH: Nguyễn Thành Thiện 11 GVHD: PGS.TS. Hồ Văn Nhật Chương

Hình 2.7: MỨo họa tần
Nguyên nhân gây ra ha tần là do các đặc tính phi tuyn ca các thit bị và
ti trên h thng.
Các mc đ méo đc mô t bằng toàn b ph ha tần vi biên đ và góc
pha ca từng thành phần.
Thng dùng đi lng đ méo ha tần tng THD (Total Harmonic
Distortion) đ đo giá trị nh hng ca méo ha tần. Các cp đ méo có th
đc mô t bi giá trị THD, nhng có th gây ra sai lầm trong mt s trng
hp. Ví d nh dòng đin ng vào ca các b truyn đng điu chỉnh tc đ
s có giá trị THD cao khi chúng vn hành vi các ti nhẹ. Điu này li không
phù hp vì biên đ ca dòng hài thp cho dù méo hài cao.
Đ khắc phc vic này, sử dng thêm đi lng đ méo nhu cầu tng TDD
(Total Demand Distortion) . Đi lng này tng tự nh THD ngoi trừ biu
din đ méo theo % ca tỉ l dòng đin ti so vi biu din theo % ca biên
đ dòng đin c bn.
- Liênăhaătầnă(Interharmonic):
Các đin áp và dòng đin có các thành phần tần s khác vi s nguyên lần
tần s ngun đc gi là liên ha tần. Chúng xut hin dng các tần s ri
rc hoặc ph bĕng rng. Nguyên nhân chính gây ra méo liên ha tần là các
b bin tần,ăđng c cm ng, thit bị h quang. Ngoài ra các đng dây
đin mang tín hiu cũng có th xem nh các liên ha tần.
Luận văn thạc sỹ ng dụng Wavelet trong việc nhận dạng phổ tín hiệu
HVTH: Nguyễn Thành Thiện 12 GVHD: PGS.TS. Hồ Văn Nhật Chương
nh hng ca liên ha tần thì không đáng k đi vi h thng đin, chúng

chỉ nh hng trên đng dây mang tín hiu và làm nhp nháy các thit bị
hin thị nh các màng hình phóng tia đin tử.
- Notching :
Là các nhiu lon đin áp mang tính tuần hoàn do các thit bị đin tử công
sut gây ra khi dòng đin chuyn đi từ pha này sang pha khác. Vì notching
xy ra liên tc nên nó đc mô t thông qua ph ha tần ca đin áp bị nh
hng, tuy nhiên notching đc xem là mt trng hp đặc bit. Tần s ca
notching cao và ta không th nhn bit ngay bằng các thit bị phân tích ha
tần thông thng.
- Nhiuă(Noise):
Là các tín hiu đin không mong mun có dãi tần rng, nh hn 200KHz,
cng thêm vào đin áp hoặc dòng đin ca h thng trong các dây pha, dây
trung tính hoặc dây dn tín hiu.

Hình 2.8: Nhiễu điện áp
Nguyên nhân gây ra nhiu là các thit bị đin tử công sut, mch điu khin,
thit bị to h quang, b chỉnh lu, thao tác đóng cắt ngun.
nh hng ca nhiu s tĕng lên khi vic ni đt không phù hp, vì không
dn nhiu ra khi h thng đc. Ta không th phân loi nhiu nh ha tần
hay quá đ vì nhiu gm nhiu méo dng không mong mun ca tín hiu
ngun.
Luận văn thạc sỹ ng dụng Wavelet trong việc nhận dạng phổ tín hiệu
HVTH: Nguyễn Thành Thiện 13 GVHD: PGS.TS. Hồ Văn Nhật Chương
Khi h thng bị nhiu s làm nhiu lon các thit bị đin tử nh máy tính,
các b điu khin có lp trình. Ta có th sử dng các b lc, bin áp cách ly,
b điu hòa  đng dâyăđ hn ch nhiu.
2.2.6. Nhpănháyăđin áp (Voltage Flicker):
Là sự thayăđi mang tính h thng ca hình bao đin áp hoặc những chui thayăđi
đin áp ngu nhiên, có biênăđ gii hn trong khong từ 0.9ăđn 1.1pu, nh hình 2.7.
Nhp nháy đin áp đc đoătheoăđ nhy ca mắt ngi.

Nguyên nhân gây ra nhp nháy đin áp là những ti có dòng đin thayăđi nhanh và
liên tc. Mt nguyên nhân khác cũng thng gây ra nhp nháy đin áp trên h thng
truyn dn và phân phi là lò h quang.

Hình 2.9: Nhấp nháy điện áp
2.3ăĐÁNHăGIÁăCHT LNGăĐINăNĔNG
2.3.1 Gii thiu:
Đánh giá cht lng đin nĕng là quá trình thu nhn, phân tích và chuynăđi dữ
liu đo đc thành các thông tin có ích. Quá trình thu nhn dữ liu đc thực hin
bằng phép đo liên tc đin áp và dòng đin. Còn quá trình phân tích và chuynăđi
Luận văn thạc sỹ ng dụng Wavelet trong việc nhận dạng phổ tín hiệu
HVTH: Nguyễn Thành Thiện 14 GVHD: PGS.TS. Hồ Văn Nhật Chương
thì đc thực hin theo nhiu cách: trc kia thực hin bằng tay, hin nay đc
thực hin tự đng bằng cách áp dng các h thng xử lý tín hiu và trí tu nhân to.
Những cuc điu tra v cht lng đin nĕng đòi hi vic kimă traă đ xác định
chính xác sự c và đánh giá các gii pháp đƣ thực hin. Trc khi bắt tay vào các
chng trình kim tra m rng, cần phi tìm hiu v kh nĕng ca khách hàng, thit
bị đang bị nh hng, vic ni dây và ni đt, hot đng ca h thng. Thông
thng các vn đ v cht lng đin nĕng có th đc gii quyt mà không cần
vic kim tra m rng, thông qua các câu hi thích hp đi vi khách hàng và qua
vic kho sát ti ch banăđầu.
Cuc kho sát cần thực hin sao cho nhn đc càng nhiu thông tin càng tt v kh
nĕng ca khách hàng và v các sự c đƣ xy ra. Các thông tin này bao gm:
- Bn cht ca các sự c
- Đặc tính ca các thit bị có đ nhy cao xy ra sự c
- Thi đim xy ra sự c
- Các sự c trùng hp hay các hot đng xy ra cùng thi đim.
- Những nguyên nhân có th làm thayăđi cht lng đin nĕng nh: thit bị
đin tử công sut, đóng cắt t, khi đng đng c…
- Các thit bị đang đc sử dng.

- Dữ liu v h thng.
Mi lần traoăđi vi khách hàng, công ty đin s nhn đc các dữ liu trên, khi đó
mt cuc kho sát s đc thực hin đ đánh giá li các s đ đn tuyn, dữ liu
ca h thng, vic ni dây và ni đt.
2.3.2.ăĐánhăgiáăcht lngăđinănĕng.
Sau cuc kho sát banăđầu ngi ta s thực hin vic đánh giá cht lng đin nĕng
đ mô t các thayăđi v cht lng ngun đin ti các vị trí xác định trong mt
khong thi gian nào đó. Các yêu cầu cho vic đánh giá tùy thuc vào sự c đƣ xy
ra.
Vic đánh giá cht lng đin nĕng đc thực hi qua các bc sau:
Luận văn thạc sỹ ng dụng Wavelet trong việc nhận dạng phổ tín hiệu
HVTH: Nguyễn Thành Thiện 15 GVHD: PGS.TS. Hồ Văn Nhật Chương
- Chn vị trí xem xét: cách tt nht là nên bắt đầu  vị trí càng gàn thit bị
đang chịu nh hng bi các thayăđi đin nĕng càng tt. Khi đó máy s ghi
nhn cùng mt thayăđi vi thit bị. Các quá đ tần s cao s có những thay
đi đáng k nu taăđặt máy kim tra  xa thit bị. Mt vị trí quan trng khác
là ngay đng dây chính ca h thng. Các quá đ và những thayăđi v đin
áp ti vị trí này đu nh hng lên tt c các thit bị.
- Ghi sự c vào mu có sẵn: cần phi yêu cầu khách hàng thực hin thng
xuyên vic ghi các sự c xy ra vào mt dng mu có sẵn.
- Kt ni máy kim tra nhiu lon: nên ly tín hiu cho máy kim tra từ mch
đin khác vi mch đang đc kim tra. Vic ni đt ca máy đang đc
kim tra cũng cần đc quan tâm, máy phi có đng ni đt ca tín hiu đo
và đng ni dây ca ngun cung cp.ăĐ an toàn, nên ni các đng này
xung mặt đt.
- Cáiăđặt ngng cho máy kim tra: vì các máy kim tra đc dùng đ phát
hin các điu kin bt thng nên cần phi xác định phm vi đc xem là
bình thng. Mt s máy đc đặt trc các ngng làm đim bắt đầu.
Phng pháp tt nht đ chn ngng là làm chúng phù hp vi các đặc
đim kỹ thut ca thit bị.

- Định lng phép đo: khi kim tra đánh giá v các nhiu lon chỉ cần đo đin
áp ca h thng, nhng đi vi ha tần cần phi đo c đin áp và dòng đin.
Đo dòng đin đ mô t tng quát ha tần sinh ra do các ti phi tuyn ca h
thng. Còn kt qu đo đin áp đc dùng đ mô t đáp ng ca h thngăđi
vi dòng đin ha tần.
- Chuynăđi kt qu đo:ăđ phân tích vn đ cht lng đin nĕng từ các kt
qu đo, cần tìm quan h giữa các đặc tính ca nhiu và nguyên nhân gây ra
chúng. Dng sóng và các kt qu đo khác s đc chuynă đi sang nhiu
bin khác nhau phc v cho vic đánh giá cht lng đin nĕng.
- Tìm ra nguyên nhân gây sự c: bc đầu tiênăđ tìm ngun gây ra nhiu là
tìm mi tng quan giữa dng sóng và các ngun nhiu có sẵn. Mi lần xác
Luận văn thạc sỹ ng dụng Wavelet trong việc nhận dạng phổ tín hiệu
HVTH: Nguyễn Thành Thiện 16 GVHD: PGS.TS. Hồ Văn Nhật Chương
định đc mt loi nhiu thì vic tìm nguyên nhân s đc thực hin d
dàng.
2.3.3 Thit b đoăcht lngăđin nĕng
Các vn đ v cht lng đin nĕng bao gm nhiu loi nhiu và các điu kin
khác nhau trên h thng, từ các quá đin áp xy ra rt nhanhăđn vic mt đin
kéo dài. Ngoài ra còn có c các hin tng  trng thái xác lp nh méo ha tần
và các hin tng không liên tc nh nhp nháy đin áp. Vi nhiu hin tng
xy ra nh trên nên đòi hi phi có nhiu thit bị đo khác nhau, làm cho vic to
ra các thit bị đo lng theo tiêu chuẩn gặp nhiu khó khĕn.
Mặc dù đƣ có nhiu thit bị dùng đo các nhiu lon trên h thngăđ đánh giá
cht lng đin nĕng, vn cần phi phát trin thêm nhiu loi khác tù thuc vào
các hin tng gặp phi trong quá trình điu tra.
Mt s loi thit bị thng đc sử dng trong đo kim tra cht lng đin nĕng,
gm:
- Máy kim tra ni dây và ni đt: rt nhiu sự c đc ghi nhn là do vic ni
dây và ni đt không đúng, có th sử dng thit bị kim tra ni dây và ni đt
cho các mc đích sau:

Đo tr kháng đt và dây trung tính
Kim tra cách đin
Kim tra vic ni dây sai giữa dây pha và dây trung tính hoặc đt.
- Đng h đo vn nĕng: sau khi kim tra toàn b vic ni dây, cần phi kim
ttra nhanh áp và dòng trên thit bị. Thit bị dùng cho mc đích này là đng
h đo vn nĕng, dùng đ đo:
Đin áp pha và đt
Đin áp pha và trung tính
Đin áp trung tính và đt
Dòng đin pha
Dòng đin trung tính
Có th dùng thit bị này đ đo giá trị trung bình, hiu dng, đỉnh ca tín hiu.
Luận văn thạc sỹ ng dụng Wavelet trong việc nhận dạng phổ tín hiệu
HVTH: Nguyễn Thành Thiện 17 GVHD: PGS.TS. Hồ Văn Nhật Chương
- Daoăđng ký: là thit bị đo dng sóng đin áp hoặc dòng đin  thi gian
thực, giúp thu nhn các thông tin v những gì đang din ra k c phân tích
hài và méo dng sóng
Có nhiu loi daoăđng ký, các daoăđng ký s có th lu trữ và phân tích dữ
liu, kt ni vi máy tính. Loi mi hin nay là thit bị cầm tay có kh nĕng
đo dng sóng và xử lý tín hiu.
- Máy phân tích nhiu lon: đơy là loi thit bị đc ché to chuyên dùng cho
đo lng v cht lng đin nĕng, chúng có th đo các nhiu lon v đin áp
quá đ trong thi gian rt ngắn đn các thp áp hoặc mt áp kéo dài.
Máy phân tích thng: dùng tóm tắt các sự kin kèm theo các thông tin riêng
nh biênă đ quá áp và thp áp, biênă đ và thi gia quá đ,
Máy phân tích dựa vào hình nh: có th lu trữ và in dng sóng thực cùng
vi các thông tin v chúng nh là máy phân tích thông thng.
- Máy phân tích ha tần và phân tích ph: các thit bị phân tích nhiu lon bị
gii hn v kh nĕng phân tích ha tần, do đó cần có thit bị đc thit k
đặc bit cho phân tích ph và ha tần. Máy này có các chc nĕng sau:

Có th đo cùng lúc c đin áp và dòng đin đ cung cp thông tin v dòng
công sut ha tần
Có th đo riêng bit biênăđ và góc pha các thành phần ha tần
Tc đ đng b và ly mu phi đ nhanhă đ phép đo chính xác lênă đn
thành phần th 37.
Có th mô t bn cht ca các bc méo ha tần.
- Đng h đo nhp nháy đin áp: có nhiu phng pháp khác nhauăđ đo nhp
nháy đin áp, từ các đng h đo giá trị hiu dng vi đặc tuyn nhp nháy
cho ti các đng h đo nhp nháy sử dng các b lc cng hng và phân
tích thng kê đ c lng chính xác mc đ nhp nháy.
- Máy bin nĕng: khi đánh giá cht lng đin nĕng trên h thng đin cần có
các máy bin nĕngăđ chuyn đi mc đin áp và dòng đin phù hp. Đin