电力机车谐波制动过电流微机保护的研究

电力机车安全可靠地工作对保障电气化铁路的安全运行具有十分重要的意义。分别分析了机车在启动工况和正常运行工况下的网侧谐波电流,并对这两种工况电流进行仿真,从中提取出变压器短路故障差异性较大的谐波特征量。二次谐波和三次谐波特征量构成了机车网侧谐波电流保护。理论证明,机车网侧谐波电流保护具有较高的灵敏度和实用价值。     

基于自适应滑模观测器的高铁牵引系统单相三电平整流器开路故障诊断

为了提升高速列车牵引系统的稳定性和可靠性,本文针对其单相三电平整流器,提出了一种基于自适应滑模观测器的开关管开路故障诊断方法.本文首先建立了单相三电平整流器开路故障下的状态空间模型,然后设计了收敛速度快且显著抑制高频抖振的自适应滑模观测器准确估计网侧电流,其次利用整流器网侧电流与观测器输出电流提出了基于电流绝对值均方根的开关管开路故障检测方法,在此基础上采用电流残差构造初次故障定位量进行开关管初步定位,最后利用开路故障开关函数建立故障状态下的自适应滑模观测器实现故障开关管精确定位.本文提出的方法能够实现单相三电平整流器所有开关管故障检测与定位,诊断速度快,鲁棒性强,且不需要额外注入脉冲控制信号.实验结果验证了本文所提诊断方法的准确性和鲁棒性.     

地铁牵引供电系统直流侧短路故障研究

牵引网短路故障中线路电气参数的暂态变化是研究轨道线路保护与控制技术和短路故障定位技术的基础。基于Matlab/Simulink建立了24脉波整流电路模型,计算了集肤效应作用下等效接触网与钢轨网的电阻和电感值,建立了直流牵引供电系统牵引网短路故障仿真模型,利用该模型对空载线路下牵引变电所近端与远端的牵引网短路故障进行仿真,分析电流瞬态值随不同故障距离变化情况。仿真结果曲线充分反应整流机组等非线性器件使得近端短路瞬态电流峰值呈振荡收敛状态,证明了该模型的准确性,为牵引变电系统线路保护装置的精确配置提供参考。     

高速列车牵引整流器多类故障联合诊断方法

提出了一种高速列车牵引整流器多类故障联合诊断方法. 首先, 基于三电平牵引整流器开路故障分析, 建立整流器所有功率器件开路故障以及正常运行的状态空间模型并构建相应状态观测器. 然后, 基于正常状态观测器进行故障检测, 检测到故障后, 基于故障观测器区分功率器件开路故障和网侧电流传感器故障, 进而诊断出功率器件开路故障位置和网侧电流传感器故障类型. 实时仿真结果验证了本文方法的正确性和有效性.     

基于弓网电弧检测系统的电弧电流分析

基于弓网放电机理,提取电弧发生时刻放电特征量—(250±10)nm波段的紫外光,作为在线检测目标,研制出了一种非接触式紫外弓网电弧检测系统。利用该检测系统对广州地铁二号线弓网电弧现象,进行现场检测,利用经验模态分解(EMD)方法筛除电弧电流的趋势信号,对处理后的电流信号进行分析,结果表明:电弧的发生导致牵引电流中0~50 Hz谐波幅值明显增加。     

列车辅助系统传感器故障诊断与容错控制

针对机车、动车组辅助系统辅变电压传感器故障后导致系统失效,无法进行容错控制的问题,提出了一种有效的故障诊断与容错控制方法。基于三相测量系统的特点,以单相二阶广义积分锁相环(SOGI-PLL)算法为基础,实现三相线电压测量值的冗余估计。利用残差生成单元和修正的贝叶斯分类算法对故障传感器进行实时检测与定位,并在传感器故障工况下用相关预估器估计值代替电压传感器信号,实现系统的容错控制。半实物仿真与现场故障案例的测试结果表明,所提算法能快速诊断出故障传感器并具有容错控制功能,可有效提升列车可靠性和运行效率,具有广阔的工程应用前景。     

小电流输出设备的电流回检解决方案

4mA～20mA小电流信号是现代工业现场应用的主流信号,该类型小电流输出设备的可靠性严重影响着工业生产的可靠性。因此需要对小电流输出设备的运行状况进行实时检测并能快速启动故障响应机制,最大程度地降低由于电流输出设备故障而造成的损失。结合当前工业控制系统模拟电流输出技术,以常用的系统侧与现场侧信号隔离的小电流输出设备为研究对象,提出了多种小电流输出设备的电流回检解决方案,详细分析了各个方案的特点与优劣。     

焦炉作业计划与优化调度系统设计与实现

针对钢铁企业焦炉生产计划编排问题,建立一个适合正常工况和异常工况的焦炉作业计划与优化调度系统.该系统由决策支持模块、正常工况计划编制模块和异常工况计划编制模块组成.决策支持模块根据获取的现场数据进行工况判断;在正常工况下采用"5-2"推焦串序操作来编制计划;在异常工况下针对乱笺、推焦事故和病号炉等异常状态,建立优化调度模型,基于蚁群算法进行求解来获得推焦计划.实际应用表明.该系统实现了焦炉作业计划的自动编排与优化调度,保证了结焦时间,提高焦炭质量.     

矿井电网智能化电流保护系统的设计

文章分析了矿井电网发生电流故障时的特征,介绍了一种基于PLC的矿井电网智能化电流保护系统的设计,详细阐述了该系统硬件与软件的设计及该系统基于相敏检测的对称电流故障保护方法、基于负序检测的不对称电流故障保护方法和基于幅值检测的过载保护方法的实现。该系统已投入实际应用,实现了矿井电网的智能化电流保护。     

基于预充电过程的牵引变流器支撑电容器参数辨识方法

支撑电容器是牵引变流器的关键部件之一,起着稳定直流侧电压的作用。支撑电容器若长期处于高温、高压的环境,其等效串联电阻会逐渐增大,电容器的性能会逐渐衰退,从而影响变流器的可靠性。根据电容器的健康状态采取不同的维修策略,可以提高牵引系统的安全性和可维护性。为此,文章针对机车牵引变流器提出一种基于预充电过程的支撑电容器参数辨识方法,以实现对支撑电容器的失效预警。其不需要增加传感器,而是利用机车每次启动预充电过程的中间电压以及二次侧电流信号,根据支撑电容器等效电路建立参数的辨识模型;与传统的基于梯度下降的参数辨识算法不同,文章采用遗传算法在参数变化区间内搜索最优值进行等效串联电阻的辨识,以提高参数辨识的可靠性。在不同噪声情况下进行仿真实验并通过模拟机车预充电过程进行物理实验,结果显示,辨识误差均在±3%以内,验证了所提出方法的有效性。     

便携式变压器振动监测与故障诊断系统设计

设计一种基于嵌入式Windows系统的便携式变压器振动监测与故障诊断系统。介绍系统设计与实现的关键技术,包括信号采集、信号调理、A/D转换等硬件模块以及数据库、故障诊断算法、用户界面等软件模块的开发过程。该系统通过采集变压器的振动、电流、电压等信号对变压器状态及其故障进行分析与诊断,使用多种分析诊断算法,包括谱分析、幅值分析等常规方法,以及周期性诊断算法、模型诊断算法等新的分析诊断方法,用于及时地发现变压器的异常并发出警报。应用结果表明,该系统能够方便、有效地实现变压器运行状态及其故障的带电监测。     

滤波换相换流器的典型故障瞬态谐波仿真研究

研究直流输电系统消除故障问题,在稳态工况条件下FFT算法可以满足精度和谐波检测要求,针对系统发生故障的瞬间,系统电流中除特征谐波外,电流中存在间谐波和次谐波等分量.为了有效解决直流输电系统发生故障瞬间谐波频谱泄露,提出了一种结合能量群与消除频谱泄露的复合谐波检测算法,在建立了滤波换相换流器(Filter Commutated Converter,FCC)的HVDC输电系统的基础上,对系统发生极母线对地短路,整流侧交流母线三相接地短路及逆变侧交流母线三相接地短路三种典型故障进行了仿真研究,并对交流母线处的电流进行瞬态谐波检测.结果表明,在交流母线电流中的2次谐波含量发生激增,达到谐波屏蔽的效果,减轻了换流变压器的负担,增强了系统的稳定性,说明复合谐波检测算法在分析故障瞬态电流时,效果满足了要求.     

基于卷积神经网络算法的电流互感器绝缘故障智能检测方法

传统的电流互感器绝缘故障检测方法正判率较低、漏检率较高,因此提出基于卷积神经网络算法的电流互感器绝缘故障智能检测方法。利用小波变换算法对原始数据进行滤波预处理,建立模糊度检测模型来提取故障信号特征,并利用卷积神经网络算法实现电流互感器绝缘故障的检测。实验证明,设计方法正判率较高、漏检率较低,具有良好的应用前景。     

利用小波分析和云模型实现机车优化粘着控制*

分析了电力机车粘着控制系统的基本原理,建立了包含粘着特性的机车牵引力传递模型;利用小波分析消除车轮速度信号中干扰噪声,提高机车空转趋势识别的可靠性。云模型将模糊性和随机性有机地结合在一起,实现定性概念和定量表示间的转换;针对机车牵引系统的强非线性和不确定性,设计了云模型粘着控制器。通过与传统的粘着控制方法对比表明,小波分析和云模型粘着控制方法不但可以有效抑制空转,同时可以实现优化粘着控制。     

基于RBF网络的断路器电流自适应保护研究

针对传统断路器电流保护方法存在受系统运行方式影响、整定困难、智能化低等问题,提出了基于RBF的断路器电流自适应保护算法,并给出了算法的模型;该算法融合了RBF神经网络的故障检测和电流自适应保护;首先通过RBF网络检测负载线路的电流故障,然后用电流自适应算法进行保护;在对神经网络进行训练时,利用PSO算法对RBF神经网络的参数进行优化以此来提高网络的泛化能力和学习能力;然后采用优化后的PSO-RBF神经网络对电流故障进行诊断;实验表明,该算法较大地提高了断路器智能化管理水平。     

基于神经网络的机车车轮故障诊断

针对现有机车车轮超声检测系统无法准确区分其故障类型,探讨了一种基于小波包变换与BP神经网络相结合的方法来识别基于超声检测机车车轮的故障类型。该方法对机车车轮的超声检测的回波信号进行小波包分解,并提取了频谱能量特征值,由此构造不同类型机车车轮内部伤损对应的特征向量,然后利用改进的BP神经网络算法训练随机抽取的样本空间,并对测试样本数据进行了识别验证。通过实验验证了该方法能够快速准确地识别出机车车轮不同类型的故障对应的超声检测信号。     

基于Rossle混沌平均互信息特征挖掘的网络攻击检测算法

传统网络攻击检测方法中,通常使用混沌系统结合高斯混合模型实现同步控制检测,当待检测的攻击信号具有高斯线性特征时,这种方法的检测效果理想。随着网络攻击信号向着非线性随机序列方向发展,传统检测模型无法实现有效的攻击检测。提出一种基于Rossle混沌模型的平均互信息特征潜质挖掘算法,并根据挖掘的互信息这种非线性特征解,实现对具有非线性随机特性的网络攻击信号有效检测。根据Rossle混沌系统基础模型,采用最小均方误差准则,设计一个能去除多个已知干扰频率成分的自适应级联陷波器,实现对攻击信号的滤波预处理,提取待检测网络数据流的Rossle混沌非线性互信息特征,实现对网络攻击信号的特征挖掘和检测。仿真实验表明,采用该算法进行网络攻击检测,检测性能明显提高,检测概率达到97.8%,展示了算法优越的检测性能和网络安全防御价值。     

油气管网故障监测与诊断系统的配置工具模型算法研究

本文介绍了一种油气管网故障监测与诊断系统的算法配置工具,该工具针对油气管网故障监测与诊断系统的算法提供了配置模型,用户可以通过该配置工具对油气管网故障监测与诊断系统的核心算法进行研究,基于已有的生产数据以及管网模型,利用SCADA实时与历史数据,研究异常波动特征与规律,自动捕捉异常变化,判断正常工况与异常工况,分析识别影响因素,辅助运行人员快速识别与决策,以提高管网控制水平,降低运行风险,提高事件应对能力。     

含未知输入观测器的广义系统故障诊断

基于未知输入观测器设计和故障诊断的概念,讨论含未知输入的Lipschitz条件下非线性广义系统传感器故障诊断问题。在非线性广义系统中,通过引入传感器的故障信号,重新构造非线性广义系统,设计基于未知输入观测器,在满足Lipschitz条件下,实现了传感器故障的检测与分离。给出数值仿真算例验证该算法的有效性。     

基于交互容积卡尔曼的随机切换系统故障诊断

针对一类随机切换非线性系统的故障检测和故障估计问题,提出了一种基于交互式多模型和容积卡尔曼滤波（IMM CKF）的系统状态估计算法。该算法利用容积卡尔曼滤波（CKF）在不同时刻对每个子系统进行状态估计,把不同子系统状态估计结果融合得到最终的状态估计,实现对系统真实状态的估计。针对一类随机切换非线性系统发生执行器故障,采用IMM CKF估计系统状态;然后分析了IMM CKF算法的稳定性;根据状态估计结果,构造残差信号,设计残差评价函数,检测故障发生。当检测到故障发生时,设计增广系统,对故障幅值进行估计。通过仿真实验验证提出算法的有效性,结果表明该算法可以较为准确地诊断系统故障。