Duffing振子信号探测在故障电弧短路保护中的应用

Duffing振子信号检测技术利用混沌系统的分岔特性来检测外界信号,将待测信号作为Duffing方程周期策动力的摄动,利用初值敏感性可以获得很高的测量灵敏度和良好的抗噪性能。基于Duffing振子信号检测技术提出一种新型的故障电弧监测方法。在电弧没有发生燃弧之前有比较微弱的弧声信号,完全湮没在强背景噪声中,将含有噪声的弧声信号作为周期策动力加入混沌检测系统中,如果混沌检测系统处于间歇混沌状态,证明有电弧弧声产生,则故障电弧监测系统发出预警信号。实验表明,发生燃弧的瞬间,弧光、短路电流、弧声的幅值都有明显的跃变,以这3个电弧表征信息为判据,设定合适的幅值阈值,建立报警系统。实验结果表明该监测系统能实现对故障电弧的预警和报警功能。     

基于AlexNet深度学习网络的串联故障电弧检测方法

在家用交流供配电系统中,接触松动等原因可能会导致故障电弧的发生,威胁用电系统的安全。线路发生串联故障电弧时的电流基本与正常运行时的电流大小一致,具有很强的隐蔽性。对此,首次提出用深度学习检测电流信号的方法来检测串联故障电弧,该方法只需将电流信号输入深度学习网络,由网络自主挖掘隐含在电流信号数据背后的特征,实现对串联故障电弧的识别。搭建实验平台,并用开关模拟发生正常电弧,分别采集电阻性负载、电感性负载和阻感性负载正常运行和发生串联故障电弧时的电流数据共7 200组。构建AlexNet卷积神经网络并做相应改进,用采集到的数据训练网络并测试,结果显示辨识平均准确率在85%以上,表明该方法能够较好的实现对串联故障电弧的检测。     

低压直流系统故障电弧检测技术研究综述北大核心CSCD

随着系统容量日趋增大、电压等级逐渐提高,直流系统故障电弧威胁日益提升,新型源荷设备的接入更是增加了系统干扰的复杂程度,传统保护技术无法满足直流故障电弧及时准确的检测需求。文中从电弧仿真、特征构建、算法设计、硬件实现4个方面总结了直流故障电弧检测技术的研究进展,讨论了不同电弧仿真模型的缺陷,分析了复合电弧模型的针对性改进;论述了基于物理、电磁、电气信号的特征构建方法,对比了不同时频检测特征优势;并从故障电弧特征融合的角度,基于树莓派平台比较了机器学习算法与阈值比较算法的检测应用效果;介绍了国内外直流故障电弧测试标准与测试平台,已研制的故障电弧检测样机在体积、成本方面更具优势。未来故障电弧检测设备可集成其他故障检测功能以综合提升直流系统安全保护效率,同时结合机器学习、5G网络等先进技术实现智能化检测应用。     

光伏系统直流侧故障电弧类型辨识及电路保护

光伏阵列中故障电弧类型分为串联型和并联型,针对不同类型的故障电弧需要采用不同的电路保护策略,研究光伏系统故障电弧特性、检测方法及故障电弧类型辨识方案对保证光伏系统运行的可靠性具有重要意义。为了能准确检测电弧信号,首先采集光伏系统直流母线电流信号,随后通过标准差提取信号时域特征、小波包分析提取信号频域特征,构建特征平面,根据信号在特征平面内的位置进行故障电弧检测;提出后断前检法(断开光伏系统直流母线,在断点前采集光伏阵列电压信号进行故障电弧再检测)进行串并联故障电弧区分。理论分析和实验结果验证了所提方法的可行性和正确性。     

基于Duffing振子信号检测的故障电弧短路监测系统

Duffing振子信号检测技术利用混沌系统的分岔特性来检测外界信号,将待测信号作为Duffing方程周期策动力的摄动,利用初值敏感性可以获得很高的测量灵敏度和良好的抗噪性能.基于Duffing振子信号检测技术提出一种新型的电弧短路监测方法.在电弧没有发生短路之前有比较微弱弧声信号,完全湮没在强的背景噪声中,将含有噪声的信号作为周期策动力加入混沌检测中后,如果混沌检测系统处于间歇混沌状态,证明有电弧声音产生,弧声作为整个电弧短路监测系统预判和预警.弧声信号和发生电弧短路时的弧光、电流信号同时产生时,则发生电弧短路,监测系统发出报警信号.通过实验验证,证明该系统监测电弧短路具有很高的准确性和快速性.     

电弧故障识别及保护的新技术

介绍了电弧故障的产生机理和特征,及国外有关电弧故障检测和判别方法.分析了近年来电弧故障保护产品的概况,包括电弧故障断路器的组成原理,电弧故障信号的检测方法和要求,电弧故障识别和判定方法及国外最新专利技术.     

组串式光伏系统直流串联电弧故障检测与保护策略

直流串联电弧是引发光伏系统火灾事故的主要原因之一。针对直流电弧状态和故障问题,提出一种基于逆变器实现的组串式光伏系统直流串联电弧故障检测与保护方法。依据电弧故障的高频特性,以组串输入端滤波电容支路电流为量测获取串联电弧故障信号,基于样本熵和标准差建立串联电弧检测算法并构建2级保护判据及重投方案,保证故障处理的可靠性和灵敏性,并满足逆变器对高频信号低采样率的制约。根据光伏并网逆变器的工作原理和结构组成,提出实现电弧保护的逆变器硬件改造方案。搭建光伏系统电弧故障实验平台并开展实验研究。提出的方法能够实现可靠的检测与保护,在多种情况下验证了所提方法的有效性。     

液体点滴的无线智能监测系统设计与实现

针对目前人工监测输液治疗存在的问题,提出了一种基于光电检测技术、嵌入式无线通信与网络技术的无线智能监测系统的设计方案。系统选用无线单片机nRF9E5,由中央监测设备和无线智能监测终端组成分布式无线监测网络,实现了对点滴速度的实时监测与异常情况的自动报警。通过构建合理的通信协议,实现了新增终端的自动识别,确保了中央监测设备对多终端的可靠通信。     

基于相空间重构和PCA的航空电弧故障检测

由电弧故障引起的航空安全问题深受人们重视,由于飞机内部空间狭小,电弧故障特征不明显且极易受到航空飞行条件的干扰,导致检测困难。该文将采集到的电弧电流信号看作一维时间序列,从系统的混沌特征出发,利用相空间重构技术将电弧电流信号引入高维空间,分析相平面吸引子的几何特征和属性特征,分别分析了中心距、矢径偏移、相关维数、K熵4种特征量在电弧故障发生前后的变化规律。利用主成分分析(principal component analysis,PCA)故障检测技术将特征矩阵降维处理,同时给出各试验负载下的PCA的监测统计量平方预测误差(squared prediction error,SPE)及其控制限,通过电弧故障发生前后的SPE值与其控制限的比较,实现航空交流电弧故障的检测。分析结果表明,4种特征量从不同的角度充分地反映了电弧故障发生前后系统变化的随机性和混沌性的差异,不需要人工设置阈值,可实现无监督在线判别电弧故障的发生。最后,利用主成分分析给出不同类型负载的分类方法,为在今后实现电弧故障检测的同时,实现负载的有效分类,能够更加有针对性地对电弧故障做出判断和应对。     

光伏系统直流故障电弧识别方法研究

故障电弧已成为引起光伏产品发生火灾的最常见原因,研究光伏系统中直流故障电弧特性及检测方法对保障光伏系统运行的安全性和可靠性有重要意义。本文设计了光伏系统直流故障电弧测试系统,在光伏电池板不同的工作点下,采集不同电极间隙,不同位置处发生电弧时的电弧电压、电流信号,在研究电弧特性基础上,提取有利于故障电弧模式识别的电流信号的时频特征,通过BP神经网络进行故障电弧的检测。理论分析和实验结果表明了该方法的可行性和有效性。     

消弧系统引起10kV母线接地故障分析

查找某变电站新投入10 kV 916断路器后监控系统频发10 kV母线接地信号原因.该变电站KD-XH型消弧控制装置采取根据测量步长定值逐步改变消弧线圈电感值的方法测试电容电流.分析认为,由于装置测量步长设置不合理,使改变后的消弧线圈感抗值接近或等于10 kV系统容抗值,引起10 kV系统发生谐振,从而导致监控系统频发10 kV母线接地信号.减小装置测量步长定值后,监控系统未再发10 kV母线接地信号.     

基于CAN总线的装甲车辆电气系统检测

针对传统的装甲车辆电气设备检测的缺陷,利用CAN总线构建了网络化检测系统。该系统将待检测子系统作为总线上的节点,以C8051F040单片机为控制单元,通过相应接口电路连接到待测节点;进行了CAN总线应用层的通信协议的开发和实现,使系统具有良好的实时数据采集、处理和通信功能,并将数据处理结果通过CAN总线上传到上位机。实现了对装甲车辆电气系统的实时监测、状态检测和在线故障诊断。     

基于柔性调控零序电压的不平衡配电网故障检测方法

柔性消弧过程中实现故障选线、过渡电阻测量与故障性质判定对现有配电网单相接地故障检测具有重要意义。针对配电网三相对地参数不对称的柔性接地系统,首先分析不平衡零序电压对消弧效果的影响,提出柔性消弧全补偿电流的计算方法。然后分析正常运行状态下和单相接地故障状态下注入电流和母线零序电压之间的约束关系。结果表明：无论系统处于何种状态,均可通过改变注入电流来柔性调控母线零序电压,进而调控各线路零序电流。并根据柔性调控零序电压前后各线路零序电流的变化规律,提出一种可实现故障选线、过渡电阻测量和故障性质判定的故障检测方法。Matlab/Simulink仿真验证了该方法的有效性和准确性。     

基于LXI总线的网络化测试控制系统设计

目前在武器测试控制领域,系统设计中仍然在广泛采用CAN总线、485总线等总线控制技术,而单机内部往往采用CPCI总线或PXI总线。基于CAN总线设计的控制系统往往集中在车上或一个测试房间中,无法通过网络扩展实现规模化控制或远程控制。 建立基于LXI总线的大带宽、大容量、自动化的网络化测试控制系统符合系统研制迫切的需求,也是武器实战化设计的必备技术。通过设计网络化测试控制系统可以实现系统的自动测试、远程监控、远程数据记录与分析,可以实现多系统规模化测试与控制,而且不必亲临现场,极大节省人力资源。     

电气参数网络化监测原理及其实现

采用RS－485总线网络技术、计算机电气测量技术、锁相同步采样控制技术和复序列FFT的一次变换技术，成功地研制了RS－485总线电参数监测网络系统，文中给出了系统的硬件框图及软件设计方法。     

基于LonWorks现场总线的智能照明监控系统设计

提出了一种基于Lon Works现场总线的智能照明监控系统设计方案,将照明设备集成为网络系统,借助Lon Maker软件编写底层控制网络程序,采用力控组态软件开发人机界面,集中显示和实时监控。将智能照明监控系统成功应用于实验室的智能照明模型,测试结果表明其具有反应迅速、动作稳定、成功率高等优点。     

基于Zigbee技术的一遥远方监控终端研究与应用

为提高供电的可靠性,满足安全、可靠供电对信息监控技术提出更高的要求.分析了目前配电网故障信息远传定位与测量技术的研究成果和应用情况,通过在南宁市青秀区东宝路开闭所应用一遥远方监控终端后台,实时监测环网开关柜、分支箱、开闭站、开闭器、电缆分界箱等各间隔的母线电流、设备温度以及发生故障时的报警信息,并进行了实验测试.结果表明：基于无线Zigbee技术的故障信息采集能快速寻找到电缆网络的故障区域,能为配电网的电缆网络运行监视和故障分析提供基础数据,有效地帮助了运行管理人员掌握相关设备实时运行情况,提高了供电的可靠性.     

热倒母线操作合闸可靠性在线预警技术研究

热倒母线操作中的隔刀可靠拉合检测与防误操作预警一直是变电站日常运维中的难题。提出基于差动原理的隔刀电流计算方法,研究不同系统运行方式、隔刀接触电阻对隔刀电流分配、三相不平衡程度的影响,充分利用母联间隔、线路间隔的状态信息,构建基于隔刀电流、母联间隔三相不平衡度的预警判据,结合母差保护、后台监控系统等研究热倒母线操作远程预警技术,通过改进常规站、智能站母差保护模型,五防系统对热倒母线操作中的隔刀拉合不可靠问题进行预警,通过仿真、实际变电站运行数据验证了该方法的可靠性、安全性。     

基于LXI总线的分布式网络自动测试系统设计

以某复杂装甲装备远程测试系统为例,给出了基于LXI总线的分布式网络化虚拟仪器测试系统的体系结构。介绍LXI总线技术及分布式网络测试系统设计,讨论并设计了基于LXI总线的网络化ATS的设计方案。     

基于Profibus-Modbus总线桥的智能电动机保护器监控系统的设计

针对智能型电动机保护器,设计了一种的网络监控系统.介绍了基于Profibus-Modbus总线桥的电动机保护器监控系统的总体设计方案、系统组成、网络结构和实现方法.系统通过Profibus-Modbus总线桥,实现了多节点控制保护器与远程的监控计算机之间的通信,可以给相似监控系统的设计提供参考.