弧隙间距对电弧故障电流波形的影响及检测方法研究

在串联电弧故障中,负载类型和弧隙间距是影响电弧电流波形特征的重要因素,然而当前大多研究集中在负载类型的影响上,对于弧隙间距的影响研究较少.本文基于电弧是一种气体放电现象,产生时伴有弧光这一依据,提出了一种利用弧光来标定电弧起熄时间的方法,方法在提高电弧故障试验数据可靠性的同时,还可以根据弧光信号的周期性脉冲计算电弧过程中电极距离的改变,进而分析弧隙间距对电弧电流波形及检测方法的影响.在此基础上,对几种典型负载进行了串联电弧故障试验,并用示波器同步采集了电弧电流和弧光数据,基于此数据分析了典型负载下弧隙间距对电弧电流波形特征以及不同检测方法的影响.分析结果对提高电弧故障检测方法的可靠性具有一定参考价值.     

基于多参量检测的高压并联电容器在线监测系统

针对已有高压并联电容器在线监测方法仅通过监测电流值、温度值或谐波等参量中的某一种来判断电容器故障与否的局限性,提出一套基于嵌入式设计的多参量联合在线故障监测与诊断系统.该系统利用分布式现场传感设备对高压电容器的电压、电流、温度进行同步采集,并在图形化编程软件LabVIEW环境下完成对上述3种参量以及电流、电压谐波的智能分析.多参量联合监测的设计在提高诊断可信度的同时,降低了运行维护成本.贵港供电局110kV江南变电站试运行结果表明,本系统能够实现对现场并联电容器组运行状态的在线监测和预警功能.     

基于Lab Windows/CVI的故障电弧在线检测系统的设计

故障电弧是引起电气火灾的重要原因之一.由于故障电弧的电流不能使继电器保护设备动作,因此当供电线路中发生故障电弧时往往不易被发现和切除,从而引发电气火灾.在实验基础上,设计开发了故障电弧在线检测系统.该系统以AT89S51单片机为下位机,用以检测6路电流信号,并将检测的电流信号通过串行口传送到上位机.上位机以LabWin-dows/CVI为开发平台开发了上位机程序.上位机程序运用多线程技术对供电线路的电流信号进行在线检测和分析,并通过故障电弧检测算法确定是否有故障电弧发生.故障电弧检测算法是通过检测电流信号中是否有周期性奇异点来判断供电线路中是否有故障电弧.实验表明,该系统能有效地对供电线路故障电弧进行实时检测.     

基于小波系数均差值的低压电弧故障诊断方法

随着电力电子技术在低压领域的广泛应用,一些电器负载正常工作时的电压电流特性与故障电弧的典型特性相似,现有的小波变换故障检测方法难以区分故障电弧和特殊负载正常工作时的相似电弧,文章提出一种基于多分辨率分析的快速小波变换检测故障电弧的新方法。文中方法对负载电流采样数据运用Mallat算法进行多尺度分解,将重构后的小波高频系数的均值及差值作为判据,对多种类型的负载在故障和正常运行条件下的电流特性进行分析验证。结果表明:该检测方法能准确区分故障电弧和相似电弧,辨别特殊负载的能力增强,低压供配电系统中电弧故障断路器故障诊断的准确率提高。与现有方法相比,文中方法具有计算简单、诊断可靠性高等特点。     

基于K-means算法的故障电弧检测方法

在正常工作和发生故障时对常见的电阻、电感串并联电路以及整流电路使用Cassie电弧模型进行simulink仿真,得到了不同电路和不同状态时的电流数据.在线性负载电路中,电弧故障电流具有明显的零休特征,但是非线性负载电路不具有此特征.应用快速傅里叶算法进一步分析了其不同状态下的电流谐波变化.利用k-means聚类算法理论...     

基于小波包能量熵的低压串联故障电弧诊断

为了实现低压串联故障电弧的有效诊断,基于ULI699标准搭建了交流电压为220V、频率为50Hz的串联故障电弧实验平台,并对不同负载回路正常工作电流以及串联故障电弧电流进行数据采集,提出基于小波包能量熵的低压串联故障电弧诊断方法.通过对电流信号进行4层小波包分解,提取小波包能量熵作为特征向量描述故障电弧电流信号在不同频段的能量分布.采用主元分析（PCA）法提取特征向量的主元作为BP神经网络的输入,实现样本最优压缩以简化神经网络结构.仿真结果表明,该方法故障诊断准确率较高,能够有效地识别串联故障电弧.     

基于有功功率特征和模板边缘检测的负载识别

为解决家庭用电分类计量及用户科学用电以实现节能的问题,本文研究了一种用于家用智能电表的负载识别方法。该方法基于有功功率原理提出了一种负载特征值的计算方法,在特征值分析的基础上利用模板法完成对负载开关时刻的鲁棒性检测,最后通过阈值法进行负载识别。为了验证其可行性,利用Matlab对实际供电线路的大量数据进行了实验验证。实验结果表明,负载在开关时刻,特征值会发生明显跳变,且不同种类负载的跳变趋势也不同。该方法具有良好的负载开关检测和识别效果,并且明显降低了噪声影响,提高了检测准确性。该研究具有一定的实用价值。     

混合型谐波电流补偿系统的原理及特性

分析了一种新型混合型谐波电流补偿系统的原理,它由小容量的串联有源滤波器和并联无源滤波器组成。文中阐述了该系统的结构和谐波补偿原理,并对基于ｄｑｏ坐标系下的谐波电流检测及控制方法进行了研究。理论分析和仿真结果表明,该系统能显著提高无源滤波器的滤波性能,还可抑制无源滤波器与系统之间可能发生的串、并联谐振。     

径向基函数网络在传感器故障检测中的应用

目的应用单一传感器信号检测控制系统中的传感器故障．方法采用由径向基函数网络组成一种神经预测器,神经预测器采用由ｎ均值分簇和Ｋａｌｍａｎ组成的混合算法在线对传感器信号进行学习,并在此基础上预测传感器输出,神经预测器的预测输出和传感器实际输出值之差如果大于一个阈值,则可检测出相应的传感器发生了故障．故障检测阈值的选取与噪声方差和可能的预测误差有关．结果与结论计算机仿真结果表明该方法有效地检测出了水翼艇动力装置中的陀螺故障     

基于支持向量机的光伏系统电弧检测方法

光伏发电设备在长期使用中受外力侵袭等因素影响,可能产生电弧故障而引发火灾,准确检测故障电弧是提高光伏系统安全性的关键。文章基于Cassie电弧模型,搭建了光伏系统电弧故障仿真模型,对数种典型环境下的不同故障和正常工况进行仿真,获取了正常工况和电弧故障的电流波形数据,并基于支持向量机对电弧故障特征值进行了分类。结果表明:在正常状态与故障状态下,小波高频分量能量值和模极大值相差两个以上的数量级,可作为电弧检测的故障判据;建立的分类器可以准确检测光伏系统在多种环境条件下不同位置、不同类型的电弧故障,具有较好的泛化能力。     

并联有源电力滤波器电流滞环比较控制方法研究

基于指令电流信号的瞬时无功功率理论检测方法,对并联有源电力滤波器电流滞环比较控制方法进行分析提出了一种基于电流的SAPF滞环控制方法,该方法可以根据SAPF补偿效果的工程需要以及可控电力电子元件的开关频率限制性,选择择适当的阈值.为了验证该方法的可行性,进行了MATLAB仿真实验.仿真结果表明,电流滞环控制方法可减少计算量及计算误差,提高反应速度,并可根据需要调节跟踪精度.     

基于改进希尔伯特-黄变换的电力系统谐波检测方法

由于电力系统谐波谐振点检测结果存在较大噪声,导致谐波检测精准度较低,由此提出了基于改进希尔伯特-黄变换的电力系统谐波检测方法.通过希尔伯特-黄变换建立相应的解析信号,并分解模态,使信号呈局部对称形式,获取瞬时变化频率和幅度.经过模态分解后,检测谐波参数,将特征值的倒数定义为模态阻抗,获取最小特征值,以该点为电力系统谐振点,采用希尔伯特-黄变换方法,从间接谐波次数开始逐渐递增,得到最大模态阻抗图,从图中获取最大模态阻抗的峰值,也就是谐波谐振点.设计谐振点检测流程,并进行去噪处理,在改进希尔伯特-黄变换方法支持下,获取真实信息,完成电力系统谐波检测.由仿真实验结果可知,该方法在有无噪声环境下,都具有较高检测精准度,保证电力系统的稳定运行.     

一种基于振动位移的扬声器异音故障检测方法

为了满足扬声器纯音检测的需要,提出了一种基于激光位移传感器的扬声器异音故障检测方法．该方法利用激光位移传感器采集扬声器纸盆中心振动信号,通过短时傅里叶变换将扬声器振动信号从一维的时域信号变换成两维的时频域信号．对时频图采用多级阈值分割的方法进行图像分割,统计其高频区域灰度值落于0-03的所有像素个数作为特征值,进而判断扬声器的好坏．实验表明,此方法对扬声器异音故障检测的正确率可达到97％．     

数字化并联有源电力滤波器的软件锁相环实现

介绍了一种基于DSP的频率校正和基波相位校正的新方法,用于数字化并联有源电力滤波器的工频锁相.通过频率校正环节和相位校正环节分别计算出基波分量频率和初相与标准信号的误差,用以调整标准信号的频率和相位.该方法不需要闭环反馈,结构简单,其响应速度可以满足并联有源电力滤波器谐波检测以及谐波指令电流控制输出的时间要求.     

高压断路器在线监测及故障诊断系统设计

为实时判断高压断路器运行状态、及时发现故障,提出了一种基于TMS320C28346的高压断路器合(分)闸线圈电流在线监测及故障诊断系统的设计方案。该方案集采样、处理、显示、故障诊断、存储、串行通信于一体,故障诊断系统采用EMD(经验模态分解)算法与特征值判断相结合的方法,通过EMD算法去噪声后提取电流信号中的合(分)闸时间与合(分)闸线圈电流最大值,根据阈值判断断路器故障。实验结果证明:该方案可实现断路器合(分)闸线圈电流的实时监测,可及时发现故障,具有实时性能好、精度高等优点。     

低压串联电弧故障电流高次谐波含有率试验

参照国内现有研究成果与美国UL1699标准搭建串联电弧故障实验平台,采集电弧电流与电弧电压数据,提出线路电流高次谐波含有率分析方法.通过对不同负载电路电流数据高次谐波含有率变化情况的分析,总结出电弧故障引起的高次谐波含有率的变化特征.研究结果表明,电弧故障发生时电流高次谐波含有率出现急剧上升(均值增幅大于15%),同时高次谐波含有率不稳定,激烈波动.     

一种变压器绕组形变故障在线诊断技术

文章研究了一种基于短路电抗与振动分析相结合的绕组形变故障在线诊断方法。应用了一种只需在线测量出变压器高、低压侧绕组电压、电流向量的短路电抗在线监测算法对短路电抗进行在线监测,采用一种基于小波包能量熵的振动信号处理方法对振动信号进行分析。通过对S11-M-500/35变压器进行绕组形变下的模拟负载试验和短路冲击试验,得出绕组不同程度形变下变压器短路电抗和振动信号的变化特点。试验结果表明:当绕组产生较严重形变时,短路电抗法可及时反映出绕组的形变故障;当绕组产生轻微形变时,振动分析法可作为短路电抗法的有效补充,及时对绕组的微小形变进行反映。采用二者相结合的诊断方法,对及时判断变压器绕组形变故障具有重要意义。     

皮纳卫星姿控系统分层式故障检测

为了实现皮纳卫星的多故障在线检测,提出针对姿控系统的分层故障检测方案. 该方案将系统划分为系统层和器件层,系统层基于卫星动力学与运动学模型设计非线性观测器,实现姿控分系统故障的全局监测;器件层利用动力学模型设计数字动力学陀螺,结合卡尔曼算法新息以及小波分析,实现故障的定位. 通过分层检测,可以支持多器件故障的实时检测,能够检测常见的在轨姿态控制系统故障. 仿真结果表明,该方案能够实现多器件同时故障的检测,适应突变、偏差、恒增益、输出卡死等故障类型,检测准确率达到92%,误检率低于2%;由于采用假设检验取代阈值判断,相对于常规小波阈值检测方法,故障检测结果的可靠性更高,适应更多的故障类型,避免了阈值的选取问题,且节省计算资源,无需大量的历史信息,能够满足在线实时检测要求.     

直流输电系统交流侧的有源滤波技术

对高压直流输电系统交流侧产生的谐波进行分析，并针对高压直流输电系统交流侧产生的谐波的特点提出了一种并联有源滤波方案，该有源滤波嚣采用瞬时无功功率理论进行谐波检测，通过PI控制维持电容电压的稳定，采用高频载波PWM脉宽调制技术使实际输出电流信号跟踪指令电流信号，最后对该有源滤波方案进行了动态模拟仿真，仿真结果表明，该有源滤波方案对高压直流输电系统直流侧产生的谐波的滤除是非常有效的，能够得到理想的结果。     

基于Schavemaker模型的串联电弧故障仿真研究

当线路或设备长时间工作时,其绝缘层易出现老化或破损,可能发生串联电弧故障。串联电弧故障因受线路负载限制,电流一般较小达不到断路器阈值,以至于现有断路器无法实现对串联电弧故障保护,是现有电气保护体系的漏洞之一。首先,采用Schavemaker电弧模型分别对线性和非线性负载条件下串联电弧故障进行仿真,分析电弧故障电流、电压和电阻的特点;然后,利用傅立叶变换得到电流和电压的幅值频谱,分析频谱特点;最后,分析电弧参数τ对电弧故障仿真的影响。对电弧仿真模型进行研究,可以更加清楚地了解电弧的物理本质,对电弧故障的检测起到积极作用。