基于三相电流残差的功率管多管开路故障诊断

牵引逆变器是电力牵引交流传动系统的重要组成部分,它的可靠性直接影响着机车的安全稳定运行,其主电路功率管(IGBT)是最易发生故障的部分。针对IGBT的多管开路故障,提出了一种基于三相电流残差的多管开路故障快速在线诊断方法;通过分析牵引逆变器在正常条件和各开路故障类型下的三相电流,得出了发生多管开路故障情况下的三相电流残差特征;利用控制系统中的电流给定信号重构参考三相电流与实测电流进行运算,并根据三相电流残差特征进行故障定位。最后给出了半实物实验结果,验证了该诊断方法能够快速实现IGBT单管及双管开路故障诊断,且不受闭环控制和负载扰动影响。     

高速铁路牵引供电系统健康管理及故障预警体系研究

牵引供电系统故障将造成列车停运,目前的检修管理模式不能适应高速铁路对牵引供电系统可靠性的要求,为此,需建立高速铁路牵引供电系统健康管理和故障预警系统。通过对牵引供电系统中多元信息的监控,利用灰色聚类和模糊综合评价实时评价设备和系统的健康状态,利用系统信息的关联和早期故障微弱特征的提取实现对牵引供电系统潜隐故障和早期故障的预警。在系统健康状态评价的基础上,综合考虑维修成本和系统可靠性对维修策略进行优化。应用健康管理和故障预警系统,可有效提高高速铁路牵引供电系统运行的可靠性,减少事故概率,降低维修成本,为高速列车的安全正点运行提供良好的动力保障。     

高原电气化铁路接地网故障诊断与定位研究

高原电气化铁路牵引供电系统接地状态直接关系到系统运行以及设备和人身安全.为了有效地诊断接地网的接地状态和定位故障点,分析了接地网故障对接地网地表电位的影响,并结合灰色关联度和模糊理论提出了接地网 故障状态诊断及故障点定位的智能算法,为牵引变电所内接地状态在线评估提供参考.     

基于EMD奇异值熵和SVM的牵引供电系统故障诊断研究

牵引供电系统发生故障时,如何快速诊断故障,对维护铁路的正常运输秩序有极大影响。为此,提出了一种基于EMD奇异值熵和SVM结合的故障诊断方法。以牵引供电系统发生故障时的现场故障波形为原始数据,首先将故障数据进行EMD分解,将得到的本证模态函数(IMF)和残差作为特征向量矩阵,并对其进行奇异值分解;然后根据信息熵理论定义奇异值熵,并将计算得到的奇异值熵作为特征量输入SVM分类器中进行训练和测试,得到最终的故障分类模型;最后通过分析表明该方法的准确率为93.8%,能对牵引供电系统4种典型故障进行诊断。     

考虑轨地回路分布式参数的直流牵引供电系统双端稳态故障测距算法

针对城市轨道直流牵引供电系统短路故障定位困难的问题,提出了一种考虑轨地回路分布式参数的双端稳态故障测距算法。在发生短路故障后,利用故障区间相邻牵引变电所馈线直流开关柜的测试电路将直流牵引网电压施加在接触网与钢轨之间,利用2次测量的牵引网端口电阻进行故障测距。在考虑钢轨-大地两层回流结构的基础上,对分布式参数的轨地回路进行T型等效,通过解析计算得到故障距离与端口电阻的表达式。该方法不需要增加额外的故障测距设备且不需要双端数据的同步,不受接触电阻和暂态过程中的钢轨阻抗频率特性的影响。利用CDEGS仿真软件模拟直流牵引供电系统故障,讨论了不同接触电阻、故障点位置、过渡电阻以及电压、电流测量装置测量误差对故障测距精度的影响。在实验室小功率平台上采用裸导线模拟完全绝缘和较低过渡电阻的2种情况,结果验证了所提故障测距算法的有效性和实用性。     

基于电流波动特征的永磁同步电机匝间短路与局部退磁故障分类诊断研究

针对永磁同步电机匝间短路故障与局部退磁故障难以区分的问题,该文提出一种基于电机同相与异相电流幅值波动特征的故障分类诊断方法。在分析定子绕组匝间短路故障与转子局部退磁故障对电流幅值影响机理的基础上,分别提取转子旋转一周内同相电流幅值波动特征和异相电流幅值之间的波动特征,建立了故障分类诊断指示器。仿真与实验结果表明,该指示器可有效识别定子绕组匝间短路故障与转子局部退磁故障。该文提出的方法可直接嵌入永磁同步电机控制软件,不需要增加额外的传感设备,具有较好的实用价值。     

基于在线监测技术的电流互感器故障诊断方法

电流互感器在电力系统运行中至关重要,为能及时发现设备内部潜伏性故障,充分应用在线监测技术评估设备状态。以某220 k V电流互感器应用在线监测技术发现设备内部潜伏性故障为例,首先剖析停电例检试验项目,对比各项目优缺点;其次提出采用SPM-2型容性设备在线监测装置对电流互感器在线监测,解析该装置的工作原理,并给出应用电流互感器在线监测技术评估设备状态的方法;最后以某220 k V电流互感器应用在线监测技术发现设备内部故障为例,验证电流互感器在线监测技术的正确性。此外,通过案例分析过程得知,绝缘故障总是有一定的潜伏和发展时间,在线监测明显优于停电例行试验。     

基于不平衡电流的电机定子故障模糊诊断方法

本文基于模糊理论和定子不平衡电流检测法，提出了电机定子故障的模糊诊断方法，建立了模糊推理算法和诊断规则，借助实验电机取得了与实际情况较为一致的诊断结果。这种方法将模糊理论与领域专家知识结合起来，不需要建立确切的故障模型，即可进行故障诊断；由于直接选取不平衡电流作为特征信号，可方便地实现定子故障的在线监测；具有较强的通用性和实用性。     

电流互感器内部故障导致在线监测数据异常的分析处理

介绍在线监测的基本概念,阐述某型号电流互感器在线监测装置的测试原理及监测方法。基于一起220kV电流互感器内部故障导致的在线监测数据异常案例,介绍在线监测装置监测设备状态的方法,以及综合运用在线监测、带电检测、电气试验等方法对故障设备进行分析诊断的方法。     

基于信息融合技术的AT牵引网故障测距方法的研究及其仿真分析

牵引供电系统是电气化铁路的基础,牵引供电系统由于受到机车运行的工况变化的影响,以及一些不确定的因素,容易出现接地故障,又由于牵引供电系统不同于高压输电线路,所以牵引网的故障测距有着自身的特点。根据AT牵引网的实际电路在PSCAD中构造带机车负荷的仿真模型,对机车在牵引网上运行时的电压电流变化进行模拟,得出牵引网在发生短路情况下的故障数据,再利用MATLAB对仿真得到的数据进行阻抗法和行波法测距,比较两者的优缺点,最终提出将二者结合实现信息融合测距。     

基于FEEMD与TEO的贯通式AT同相牵引供电系统牵引网单端功率方向保护

根据牵引网线路边界对高频暂态量的衰减作用,提出一种基于快速总体平均经验模式分解（FEEMD）和Teager能量算子（TEO）的贯通式自耦变压器(AT)同相牵引供电系统牵引网单端功率方向保护方法。求采集到的电压电流信号故障发生时的瞬时功率,并对暂态功率进行Teager变换求得TEO波形突变点的极性来作为方向判据,判别是正向故障或反向故障;若为正向故障（区内或对侧区外）,再对故障暂态电流信号进行FEEMD分解,提取故障信号的固有模态函数1（IMF1）分量,再对IMF1分量进行TEO变换,求出高频暂态电流信号的TEO谱瞬时值,然后求取其绝对值并求和,进而判断故障位于区内还是对侧区外。最终通过PSCAD/EMTDC仿真软件搭建贯通式AT同相牵引供电系统模型,在不同故障条件下进行大量仿真提取数据,仿真结果证明本方案能够有效区分区内外故障,保护牵引网线路全长。     

基于形态学的贯通式同相AT牵引供电系统牵引网单端电流方向暂态保护

针对贯通式同相自耦变压器(AT)牵引供电系统牵引网边界对高频暂态量有较强的衰减作用,提出一种基于形态学的贯通式同相AT牵引供电系统牵引网单端电流方向暂态保护方法。采用多分辨形态梯度处理保护安装处检测到的故障暂态电流,得到其线模分量波形突变点的极性,由此构成方向起动元件。若极性为负,判定为本侧区外故障,保护不动作。若极性为正,则需进一步对故障电流线模分量进行形态谱运算,并将归一化后的形态谱变换到频域,比较频域下形态谱值与阈值的大小判断是区内或对侧区外故障。利用PSCAD仿真平台对贯通式同相AT牵引供电系统进行建模,针对不同故障条件进行大量仿真,仿真结果验证了保护方法的有效性。     

基于横联线电流比原理的全并联AT牵引网故障测距装置

全并联AT(Auto-transform er)供电牵引网发生故障后,能够快速准确判断出故障类型,标定故障点位置对确保电气化铁路安全可靠运行是至关重要的。通过分析全并联AT(Auto-transform er)供电牵引网各种故障线路满足的电量方程,得到故障测距用横联线电流比原理。以典型的全并联AT供电方案为例,详细讨论了由工程实际中能测量到的电气量计算出测距公式中所需物理量的方法,提出了装置起动及数据同步原理,给出了故障测距的系统实现方案,基本上解决了各种故障类型的判断,故障点标定问题。     

高速铁路全并联AT牵引网状态测控方案与仿真分析

为了有效提高牵引网的供电可靠性和持续性,针对现有高速铁路牵引变电所继电保护系统所存在的不足,提出了一种全并联AT牵引网状态测控系统方案。通过阐述其基本原理和系统构成,利用故障潮流符号值法,给出了各种类型牵引网短路时的故障判断方法。结合牵引网分段供电,对一实际工程算例进行了Matlab/Simulink建模和仿真分析。结果表明,该模型能够实现故障切除与恢复供电,达到了缩小停电范围和提高牵引网供电可靠性的目的,验证了该方案的正确性和有效性。     

模糊Petri网在高速铁路牵引供电系统故障诊断中的应用

指出在高速铁路牵引供电系统故障诊断中应计及所获取的保护和开关动作信息的不确信性和模糊性,基于此,将模糊Petri网(fuzzy Petri net,FPN)应用于牵引供电系统的故障诊断.考虑到牵引供电系统保护的特殊性,进行了第2次推理;针对越区供电时馈线远后备保护覆盖元件多的特点,增加了推理条件以保证推理的正确性;根据...     

基于时序特征模式识别的牵引电机过流实时诊断

针对牵引传动系统电机过流的实时诊断与精确故障溯源问题,提出了一种基于故障时序特征模式识别的实时诊断方法。首先对导致牵引电机过流的常见故障源进行分析,接着通过总结与工况强关联的事件时序变化规律,离线设计出电机过流故障时序特征模式诊断规则库,然后在线实时采集相关的传感器信号以及系统工况信息,计算相关特征量和事件标志,并与离线设计好的工况事件时序特征模式诊断规则库中各模式及诊断规则进行实时匹配,从而实现牵引电机过流故障的实时诊断与精确溯源。最后,基于现场故障案例数据进行测试,验证了所提方法的有效性。     

贯通式同相AT牵引供电系统牵引网边界频率特性研究

分析贯通式同相自耦变压器(AT)牵引供电系统及由牵引变电所出口处电容和区外一段接触线构成的牵引网边界频域特性,分析牵引网及边界对高频暂态信号的衰减作用及故障位置对保护安装处检测到的高频暂态信号的影响.研究结果表明,在现行贯通式同相AT牵引供电系统中,牵引网对高频暂态量的衰减作用小于边界对其的衰减作用;保护安装点检测到的高频暂态量与故障发生的位置密切相关.建立仿真模型对贯通式同相AT牵引供电系统牵引网及边界的对高频暂态量的衰减作用进行验证,仿真结果验证了研究结果的正确性.     

计及牵引供电系统整定系统的研究

随着我国电网的发展和电气化铁路的建设,越来越多的牵引变压器引入到电力输电网络,使得电力网络越来越复杂,大大增加继保整定人员的工作量。本文从牵引供电系统故障计算方法、牵引供电系统的继电保护配置及整定计算和电力系统故障计算及整定计算系统研究三个方面介绍了国内外研究现状,总结了计及牵引供电系统整定系统的研究中应注意的问题和研究手段,为计及牵引供电系统整定系统的研究提供参考。     

臭氧发生设备监测与故障诊断的研究

臭氧发生器利用高频高压电源和介质阻挡放电产生臭氧,可能出现故障点较多,较难分辨,故障特征的提取和监测点的设置成为臭氧发生器故障诊断的关键。运用电流监测表征电功率变化值,配合温度变化的监测,根据监测点的监测值变化情况判断设备的运行状态,研究了臭氧发生设备的无人在线监测与故障诊断系统。结构简单可行,满足无人状态下监测的实时性和准确性。