高压断路器分合闸线圈电流采集实验平台与故障模拟实验研究

高压断路器是电力系统的关键设备,分合闸线圈是断路器操动机构的核心部件。近年来,分合闸线圈故障时有发生,严重影响了电力系统的安全性能。文中研究了高压断路器分合闸线圈的回路结构和动作原理,设计了断路器机构模拟样机,搭建了断路器分合闸线圈电流采集试验平台。基于该平台,获取了正常和几种故障情况下的分合闸线圈电流曲线,提取了主要的特征参数并进行了分析,论证了分合闸线圈发生故障时特征参数的变化规律,为基于电流波形诊断分合闸线圈的运行状态提供了依据。     

基于分合闸线圈电流的某换流站开关故障分析

高压断路器作为常用的电气设备,分合闸线圈是其操动机构的关键部件,线圈电流反映了断路器的运动特性。文中首先介绍了分合闸线圈的结构,阐述了利用检测分合闸线圈电流信号来判断断路器故障的一种新方法,并针对某换流站550 kV断路器的机械故障进行了具体的应用分析,准确诊断了断路器的故障原因。根据分合闸线圈电流提供的状态信息,可以发现高压断路器存在的相关隐患,诊断出断路器的设备状态,提高断路器的状态检测水平,保障电网的安全稳定运行。     

基于机械和电气特性融合的高压断路器故障诊断方法

为解决高压断路器故障诊断精度低的问题,提出了一种基于机械和电气特性融合的高压断路器故障诊断方法,该方法基于机械特性诊断高压断路器故障类型,将电气特性作为故障辅助判别依据,进而实现机械和电气特性融合的故障诊断。首先基于最小欧式距离和相关性原理,建立基于机械特性的高压断路器典型故障库,并基于典型故障特征指标权值计算得到典型故障特征向量相似度;然后分析高压断路器分合闸线圈电流波形阶段特性,在选取得到基于分合闸线圈电流的特征向量后,计算基于电气特性的故障辨识度;最后搭建故障诊断试验平台验证方法的有效性。结果表明,该方法的平均故障诊断精度为93.2%,能够精确诊断高压断路器故障,验证了该方法的有效性。     

基于多参量的高压断路器分/合闸线圈的故障诊断

由于分/合闸线圈电流信号和振动信号的变化均可以反映操动机构的运行状态,因此文中阐述了根据多参量来诊断高压断路器分/合闸线圈故障的一种新方法,以提高高压断路器故障诊断的准确率。文中首先介绍了操动机构电磁铁的动作状态,并分析操动机构电流信号与运行状态的关系,其次设计了一套以NI数据采集卡和实时控制器为核心的硬件电路,最后运用多层小波包分解与重构算法对信号进行滤波,结合极值法对信号进行特征值提取,并采用粒子群优化算法与支持向量机相结合的方法进行状态分类。实验结果表明,文中提出的算法能够及时发现高压断路器运行过程中存在的安全隐患,有效提高高压断路器的运行可靠性。     

高压断路器操动机构用合闸电磁铁动作特性仿真研究

高压断路器操动机构中的电磁铁部分负责将电信号转化成机械信号,分合闸电磁铁能否正常运行影响着断路器的可靠性,为保证电磁铁的运行可靠性,需要对电磁铁的动作特性进行研究。文中以某高压断路器合闸电磁铁为例,介绍了合闸电磁铁的主要结构和工作原理,利用有限元分析软件Maxwell建立了合闸电磁铁的三维瞬态模型,并仿真分析了合闸电磁铁动作过程中各部分磁场分布、动铁心运动情况以及线圈电流变化情况;同时,通过实验测量高压断路器合闸电磁铁运动过程中合闸线圈中的线圈电流,将实验测得的线圈电流与仿真结果进行了比较。实验结果验证了仿真结果的正确性。     

基于IEMD和GA-WNN的断路器分合闸线圈故障诊断方法

真空断路器二次回路或操动机构运行状态能通过电流曲线特征反映.首先,通过对真空断路器分合闸线圈铁心卡涩、电压异常(过高或过低)和击穿3种常见故障进行实验室模拟,创建了故障电流曲线特征库.其次,利用故障电流信号经过经验模态分解后的经验模态分量中的能量密度乘对应平均周期为恒定常数的性质,提出一种改进经验模态分解方法来提取分合...     

高压断路器操动机构典型故障模拟及其特征参量变化分析

高压断路器是确保电力系统稳定运行的重要设备,其分合闸线圈电流和动触头行程曲线两个参量中包含着线圈回路及其状态、断路器机构动作过程等丰富信息。文中设计并获取了线圈接触不良、操作电压过低、铁心行程变化、铁心卡涩和油压变化等断路器操动机构常见故障的机械特性波形,获得了不同类型、不同程度故障下的上述特征参量随时间的变化趋势及可靠范围,可为断路器操动机构故障精确诊断提供重要依据。     

断路器分合闸线圈电流波形的差异机制研究

高压断路器是电网重要的保护和控制设备,断路器操动机构的缺陷与故障严重影响电力系统的安全稳定运行。分合闸线圈作为断路器操动机构的关键部件,线圈电流包含大量机构运行状态的信息。为深入探索造成分合闸线圈电流波形差异的原因,文中通过在实际断路器上的缺陷与故障模拟研究,对影响断路器分合闸线圈电流的因素进行了深入分析,区分出由于断路器本体特征和环境特征不同,造成的断路器个体之间的分合闸线圈电流的指纹特征差异。同时重点分析4种不同机构缺陷情况下线圈电流的变化特征,据此提出了基于分合闸电流波形的断路器机构状态评估关键点,为断路器智能化状态评估的实际应用奠定了基础。     

基于SVM主成分分析的高压断路器分合闸线圈故障诊断研究

拒动是断路器最严重的故障类型之一,可能导致大面积停电事故,而近年来由于分合闸线圈故障导致拒动时有发生,诊断分合闸线圈的运行状态对于保障电网安全具有重要意义。文中以某型号SF6瓷柱式高压交流断路器中的分合闸线圈为研究对象,通过实验模拟电源电压跌落、供电回路接触不良、铁心卡涩、铁心空行程大这几种典型的故障类型,获取正常与故障条件下的分合闸线圈电流波形。进而采用支持向量机(SVM)算法对分合闸线圈故障进行诊断,特别是采用主成分分析法提取电流波形的特征参数作为诊断依据,实现了对故障的有效识别。基于SVM主成分分析的方法可方便构建故障诊断专家系统,以保障分合闸线圈可靠运行。     

基于控制回路的断路器永磁机构故障特征提取方法

为了识别高压断路器故障模式并提取其故障特征,文中以ZNY1-10(6)/630-12.5型高压断路器永磁操作机构为研究对象,分析了断路器分合闸时操作机构的动作过程,在此基础上模拟了操作机构供电电压异常、分合闸线圈老化、触头及连杆机构卡涩、储能电容故障、辅助开关失效5种常见故障,选择控制回路中分合闸线圈电流和电容电压做为监测信号,确定并提取了对应特征量。提出了一种基于模糊理论的断路器故障特征提取算法,获得了故障与特征量变化的对应关系,实现对故障的区分、归类并达到辨识的目的,为高压断路器故障诊断及寿命评估提供了判断依据。     

GIS分合闸线圈电流特征分析及故障诊断

由于GIS设备的全封闭设计,可能出现辅助接点及现场显示分合成功,但实际触头分合不到位的情况,造成相当大的经济损失和严重的社会影响。断路器在每次分合闸过程中,线圈电流随时间变化,其变化波形蕴藏着包含电磁铁本身、所控制锁扣、传动机构在操动过程中的工作情况等一系列重要信息。通过传感器测量分合闸操作时分合闸线圈的电流信号,然后提取电流波形特征量进行故障诊断,可以为判断GIS操动机构的状态,确认分合闸的到位提供重要的依据。     

基于Relief特征量优化及SOM网络的断路器操作机构状态评估

为提高断路器操作机构状态评估的效率及准确性,文中提出了采用Relief优化方法对分合闸线圈电流特征向量进行优化及SOM网络对线圈电流样本进行分类的高压断路器操作机构状态评估方法。仿真研究结果表明:基于Relief的分合闸线圈电流特征向量优化方法和SOM网络分类方法的操作机构状态评估能够实现操作机构状态的准确评估,同时采用优化后的电流特征向量数据进行状态评估减小了运算量和缩短了运算时间,提高了断路器机构状态评估的效率。     

基于优化型SVM的高压断路器故障诊断方法研究

为准确评估高压断路器的运行状态,提出了一种基于分合闸线圈电流的断路器故障诊断方法。首先提取断路器分合闸线圈电流时间和电流值,并将其作为局部特征;然后对电流信号数据求取均值、标准差、峭度以及能量值并作为全局特征,由局部特征和全局特征组成综合特征;再利用PCA(主分量分析)法对特征矩阵进行降维处理,获得主分量特征;最后构建SVM(支持向量机)的训练样本集,获得SVM决策函数,实现断路器运行状态分类。利用该方法对断路器4种运行状态进行试验分析,结果表明该方法能够有效识别断路器不同故障状态。     

非线性状态估计的高压断路器辅助元件的故障诊断

针对高压断路器分合闸线圈和储能电机的状态诊断过于复杂的问题,提出一种以易于采集的电流信号来对分合闸线圈和储能电机进行故障诊断。通过非线性状态估计法(nonlinear state estimate technology)分别建立分合闸线圈和储能电机的电流诊断模型,然后根据常见故障类型建立故障阈值,之后根据电流相似度变化趋势进行诊断,实现及早发现分合闸线圈和储能电机的潜在故障。实验结果表明,该方法对分合闸线圈故障诊断正确率达到100%,对储能电机故障诊断正确率达到99.38%。     

开关分合闸线圈频繁烧毁的分析和处理

在2002—2003年近1年时间里,兰溪市供电局各变电站的ZN28A-10开关共发生19次故障。1开关分合闸线圈烧毁原因分合闸线圈烧毁成为开关不能正常动作的主要原因,进一步分析表明,引起分合闸线圈烧毁的设备因素为:(1)铁心顶杆卡住和掣子组件卡涩引起的开关连杆机构的位置不当;(2)开关分合闸线圈材料质量太差、线圈电阻不合格和绝缘不好;(3)辅助接点位置不当和辅助开关拐臂螺丝松动引起的开关分合闸控制回路发生故障。以上因素导致断路器机械操作机构动作失常,断路器不能正常分合,使得分合闸线圈导电时间过长,发热烧毁。2防止开关分合闸线圈烧毁…     

高压断路器分合闸线圈电流信号特征提取与故障判别方法研究

高压断路器分合闸线圈电流信号特征提取在故障识别、检测及诊断方面都有重要的意义。文中提出采用小波分析与时域求极值点相结合的方法来获取高压断路器分合闸线圈电流信号特征值,并根据该特征值对断路器的故障判别方法做了探索性研究。实验结果表明,电流信号特征值提取方法是有效的,故障识别方法正确。     

基于DSP的高压断路器控制回路智能防烧模块的研制

高压断路器是电力系统最重要、使用最频繁的一次设备之一。特别是对于老式的断路器,断路器分、合闸线圈长期频繁故障,导致电网负荷损失,增加电网运行风险,降低供电可靠性,且由于断路器内部设计不合理等原因,对其进行检修异常费时费力。针对这一实际生产运行的情况,研发一种基于DSP的高压断路器控制回路智能防烧模块。新型装置不仅能通过程序智能判断断路器的运行状态,当断路器发生故障或者不满足分、合闸要求时,保护装置自动切换断路器的控制回路,以达到保护分、合闸线圈的目的。还能根据电流、电压等参数判断出断路器的工况,对断路器故障进行实时存储,并传输给决策专家库智能判断,实现了高压断路器从"事故检修"过渡到"状态检修"。     

基于分合闸线圈电流的断路器状态在线监测系统研究及应用

高压断路器故障的原因主要集中在其机械特性方面,断路器的分合闸线圈及储能电机的电流波形可反映铁芯卡滞、卡涩等机械特性方面的异常.给出了断路器在线监测装置的整体设计,通过霍尔电流传感器监测分合闸线圈 电流、三相主回路电流和储能电机电流,分析数据并诊断出断路器潜伏性机械故障,为实现高压断路器的状态检修提供了一种有效的技术手段.通过现场对比试验,结果表明该系统各项性能均达到设计要求.该系统在220kV GIS断路器运行良好.     

基于最优特征向量分类的高压断路器机械状态识别方法

对高压断路器动作过程中状态特征参量的提取与分析是状态识别与故障诊断的关键。高压断路器分合闸过程中的触头行程曲线蕴含着反映其内部机构机械状态的丰富信息。然而,仅依靠常规的时间和速度等参量无法对高压断路器的机械状态进行准确识别。文中提出了一种基于最优特征向量分类的高压断路器机械状态识别方法,通过计算各个特征与状态分类之间的互信息,根据最大相关最小冗余的准则筛选出最优特征子集,然后基于最优特征量构建支持向量机(SVM),利用分类准确度进行评价,确定出最优的特征向量和分类模型。对实验数据的分析结果表明,该方法可以有效提取触头行程曲线中蕴含的特征信息;基于最优特征向量集构建的分类模型的准确度高达97%,可以实现对高压断路器机械状态的识别。     

低压断路器合闸线圈保护的研究

提出一种解决低压合闸线圈烧毁的方案,结合具体要求设计出一种针对低压合闸线圈保护电路。在合闸线圈回路中增加了一个保护装置,当断路器未能及时跳闸时,采用4060芯片延时启动保护,切断合闸线圈回路,从而保护合闸线圈。低压合闸线圈回路在正常工作时能够监视低压主电路的运行状态,在发生短路故障时,能够切断合闸线圈保护回路,避免合闸线圈长时间工作在大电流环境下而烧毁,避免断路器操作机构卡死或者断路器辅助触点切换不正常,导致合闸线圈回路不能及时断开而烧毁的现象发生。