高压开关柜断路器机械特性在线监测装置研究

研究了高压开关柜内断路器机械特性在线监测方法。采用非接触式角位移传感器间接测量动触头行程曲线,有效解决了常规角度位移传感器及直线位移传感器安装困难问题;利用断路器辅助触点及实验结果的时间修正,得到了动静触头刚分、刚合时刻;用霍尔电流传感器及其电路,得到了断路器分、合闸周期的起始时刻;用DSP2812作为处理器,通过对监测信号的处理、计算得出可以反映断路器机械特性的多个特征参量。     

基于振动信号的超程变化情况下断路器刚分刚合时刻识别方法研究

在断路器的长期使用过程中,由于触头磨损、螺丝松动等原因,超程将会发生改变,断路器刚分刚合时刻的确定具有较大难度。刚分刚合时刻的判断方法在超程变化情况下的准确性还未有人研究。文中以12 kV交流中压真空断路器为研究对象,搭建了断路器机械状态离线测试试验平台。在模拟多种超程量的条件下,对断路器分合闸过程中的触头换位信号与振动信号进行同步采集,采用短时能量法对振动信号进行处理,准确分析出断路器换位信号提取的分合闸时刻与振动信号提取的特征量间的对应关系。利用振动信号替代换位信号,通过对断路器分合闸过程振动信号的提取,准确判断刚分刚合时刻,获得分合闸时间。测试试验结果表明,该方法在超程改变情况下对分合闸时刻的判断误差在0.5 ms以内,提高了断路器在超程变化时机械数据的准确性,为断路器机械状态的在线监测提供了依据。     

高压断路器在线监测系统在1100kV HGIS上的应用

文章介绍了某换流站高压断路器在线状态监测系统,实现对1 100kV HGIS合/分闸线圈电压和电流的监测、动触头行程的监测以及合/分闸时间等参数的测量,及时准确地了解1 100kVHGIS的工作状态,方便运行维护工作。     

LW11-252型SF_6高压断路器在线监测系统的开发

指出目前断路器在线监测和诊断技术存在的问题.在对SF6断路器状态参数进行实时监测的同时,总结出适用于LW11-252型SF6高压断路器在线监测的方法,介绍了该监测系统的开发原理及系统构成.以合、分闸线圈电流、触头行程-时间持性曲线及触头寿命为系统监测参数,介绍了断路器故障的分析与预测方法.     

基于正交试验法的高压断路器机构多指标仿真优化

高压断路器是高压输电系统中控制通路、开路的重要器件,而高压断路器的合闸、分闸动作时间则是评价其机械性能的两项重要指标。本文通过设计正交试验方案,采用虚拟仿真技术,实现机构机械性能的多指标优化。首先在ADAMS中建立了高压断路器机构的多体动力学模型,完整复现了机构的储能、合闸和分闸动作的动力学仿真;接着结合高压断路器机构的实际功能,分析了关键零部件储能拉簧、分闸拉簧以及触头压簧对于合闸和分闸动作的影响;最后同时考虑合闸时间和分闸时间两个指标,通过正交试验进行了机构多指标优化,得到了最优的弹簧刚度参数组合。     

基于最小二乘法的断路器位移监测数据的拟合与处理

针对高压断路器行程位移监测中刚分点和刚合点处由于机械振动和电磁干扰产生的抖动现象,提出了一种基于最小二乘法的断路器行程位移数据拟合与处理算法。通过在线监测原始数据的导数判据剔除相应的干扰并进行数据的第1次拟合,在此基础上对拟合数据和原始数据的比较,再次剔除一定数量的干扰后进行二次拟合。并对拟合后的数据进行录波处理和机械特性参数计算。实际验证表明,该算法可以有效地剔除行程位移数据的干扰点,并且能够真实地反映断路器行程位移曲线,从而准确计算出分合闸速度,分合闸时间等关键参量,说明该算法是有效和实用的。     

交流中压真空断路器机械特性在线监测装置的研制

在断路器所有故障中,机械故障占有相当大的比重,对其机械特性在线监测具有重要现实意义。文中针对某12 kV交流中压真空断路器,以分合闸线圈电流信号、角位移信号及振动信号为监测对象,研制了一种以STM32F407为主控芯片、搭载RT-Thread实时操作系统的交流中压真空断路器机械特性在线监测装置。该装置采用HNC-661霍尔电流传感器捕获分合闸线圈电流,判断断路器分合闸的动作起始时刻;在低电位处采用WDD35D4-5kΩ角位移传感器替代直线位移传感器间接测量动触头的位移曲线,有效避免了直线位移传感器在高电位处的隔离问题;利用ADXL001-70BEZ振动传感器采集断路器动作过程的振动信号,经短时能量法处理后提取出断路器刚分刚合时刻的振动事件,并在此基础上进行机械参数计算。该装置完成机械特性参数计算后可实现液晶显示、数据上传功能,实现了对断路器机械特性的在线监测。经过与机械特性测试仪对比测试,该装置的机械特性监测数据稳定可靠。     

基于小波变换的断路器在线状态监测研究

介绍了小波变换在断路器在线状态监测中的应用,利用小波变换能有效地从噪声背景中提取断路器动触头行程信号的必要信息,在保证行程信号处理过程中不失真的前提下,获取断路器分合闸时间和速度,从而准确判断断路器运行状态,实现断路器在线状态监测和故障诊断。     

新型高压断路器操动机构故障识别

利用高速、高分辨率摄像机捕捉断路器合分闸过程传动部件的运行状况,采用图像分析和识别技术获取断路器操动中传变部件运动位移、主轴转动过程及角度参数,计算分合闸时间、动触头行程、运动速度,从根本上革新断路器机械特性测试方法,提高参数测量精度和速度;再结合操动过程中声、振动的频谱特征分析、操作中分合闸线圈电流的分析,发现操动机构潜在故障,并分析故障类型,提高对运行状态判断的准确性,为断路器在线故障监测和状态检修奠定了基础。     

真空断路器在线监测中分合闸时间的研究

笔者基于工程项目研究了牵引变电所真空断路器在线监测中分、合闸时间的确定方法。在断路器分、合闸过程中,在线监测系统分别通过拉线位移传感器和压电式加速度传感器获取动触头的位移信号和断路器的振动信号,然后经过以DSP为核心的数据采集装置和通信网络将信号传至工控机。工控机上的后台管理软件对整个过程中动触头的位移特性和振动能量特点进行综合分析,最终确定分、合闸时间。     

基于分形理论的高压断路器机械振动信号处理

提出了基于分形理论的处理高压断路器机械振动信号的新方法,它研究小波变换提取的机械振动信号具有分形特征的参数用来评估高压断路器机械操动机构的性能及其工作状态。通过与人为机械故障下的分形特征参数对比论证了该法的有效性。数据处理结果表明该方法具有应用前景。     

基于相空间重构的高压断路器振动信号特征分析

在高压断路器运行和操作过程中,其振动信号包含了最丰富的关于操纵机构、机械连接和灭弧室内的触头动作信息,有效的信号处理方法和特征提取手段能够将这些信息反映出来,作为诊断及检修的判据。以提取诊断及检修判据为目的,将相空间重构的方法应用于高压断路器的振动信号处理,从一个新的角度对信号进行了分析,提取信号特征并加以整理。通过对相空间重构获得的相空间图直观定性分析,并进一步利用求解振动信号的关联维数的方法定量判断,提出了一种分辨断路器机械机构运行状态的方法。通过对几种工况下高压断路器的振动信号的处理,结合对各种条件下获得的振动信号的关联维数变化规律的分析,证明了该方法提取的关联维数判据能够有效分辨断路器操动机构的正常与异常状态。这表明该判据可以充当分辨断路器操动机构的工作状态是否异常的重要依据,通过与其他故障诊断方法相结合,具有一定的应用前景。     

高压断路器机械振动信号混沌吸引子形态特性

提出并探讨了基于混沌吸引子形态特性的高压断路器振动信号特征提取方法。采用功率谱和Lyapunov指数分别对高压断路器振动信号进行定性和定量混沌分析,证实了高压断路器振动信号既包含高压断路器动力学特性,也存在混沌现象;在此基础上,对振动信号进行相空间重构,分析混沌吸引子形态特性与故障类型之间的关系;最后,以不同严重程度的分闸缓冲器故障为例,深入探讨了不同严重程度故障下混沌吸引子的演变规律。研究结果表明,高压断路器振动信号混沌吸引子形态在同一故障状态下较稳定,对故障类型及故障严重程度较敏感,这表明混沌吸引子形态特性是研究高压断路器振动信号特征提取的有效实用途径。     

Accelerated diagnostics of high-voltage circuit breakers

Diagnostics of high-voltage circuit breakers (HVCBs) is considered on the basis of an analysis of digital records generated by a multichannel digital recorder. A technique of the accelerated control of HVCB characteristics in switching on/off modes without opening the breaker tanks is described. Oscillograms are presented, which characterize time, velocity, and operational parameters of HVCBs, as well as the intrinsic time of the breaker switch on/off.     

非线性相位带限正交小波及其在电力系统故障检测中的应用

阐述了非线性相位带限正交在小波理论与工程实用方面的重要意义,介绍了作者提出的非线性相位带限正交小波－混合正交小波基的优点与构造方法,并以检测电力系统典型故障波形为例,证实了这种小波相对于常用的时域紧志小波的优越之外。     

高压断路器机械故障诊断专家系统设计

针对高压断路器的操动机构故障信息能反映在线圈电流、机械振动和辅助触点位置信号中的特点,在分析各信号特征提取和利用专家系统实现故障诊断的优点的基础之上,提出一种多参数规则推理的故障诊断专家系统.首先阐述高压断路器的操作过程,并根据其操作特性提取隐含在线圈电流和机械振动信号的有效信息,找出特征参数与断路器状态的对应关系,接...     

振动信号小波包特征熵的时变与频变特性分析

为了更好的反应高压断路器的机械振动状态,介绍了一种基于小波包分解的断路器振动信号特征提取新方法。将正常状态标准信号3层小波包分解后提取第3层各节点重构信号的包络,利用能量均等的原则将各包络分成15段并提取各分段时间点并利用正常状态标准信号所得包络的分段时间点分段测试信号的对应节点包络,再利用熵原理计算各节点熵,组合后形成小波包特征熵向量用于断路器故障诊断。利用实际信号分别模拟时变和频变信号测试所得向量变化特性的仿真结果表明:无论在时变还是频变情况下,该方法所提取的振动信号特征向量都可以以不同的变化特性直观、明显地反映信号的变化。     

变压器局部放电监测逐层最优小波去噪算法

针对用于局部放电监测的去除白噪声算法会造成去噪脉冲信号波形畸变,脉冲幅值等波形参数产生较大误差,不利于进一步采用脉冲波形分析去除脉冲干扰的问题。为此根据局部放电信号在小波域上的分布特点,提出了各尺度信号分解和重构的最优小波选择方法,并给出了各尺度小波阈值的计算方法。仿真信号的最优小波去噪结果显示去噪信号具有波形畸变率低和幅值误差小的特点;实测信号的最优小波去噪结果证明提出的最优小波去噪算法能有效去除局部放电监测信号中的噪声,在局部放电在线监测应用中具有良好的去噪效果。     

小波分析在汽轮机叶片故障诊断中的应用研究

简述了小波分析的基础理论和算法,论述了在小波多分辨率分析下进行汽轮机叶片故障的方法。结果表明,小波的方法很好地保存瞬态信号中的尖峰和突变部分,对振动信号进行处理后再进行特征提取和故障诊断变得容易,具有良好的效果。     

基于电容器投切法的牵引供电系统谐波阻抗测试分析

针对牵引供电系统供电拓扑结构复杂、系统等效阻抗难以精确计算等特点,提出基于电容器投切法的谐波阻抗测试方法。并联电容器开关闭合的过程可以等效为一个谐波源向系统注入谐波电流,基于此建立了阻抗测试系统用于处理拓扑结构特殊的牵引供电系统,该阻抗测试系统由27.5 kV/380 V的变压器、电容器、开关和负载阻抗组成。考虑到现场测量中存在背景谐波、噪声等干扰,利用波动量法和小波分层算法对采集信号进行处理。基于Simulink仿真平台搭建牵引供电系统阻抗测量模型,仿真及误差分析结果验证了所提方法能有效地测量牵引供电系统的谐波阻抗。