基于合闸行程曲线的12 kV真空断路器合闸速度在线监测研究

合闸速度是真空断路器机械特性的重要参数,对其进行在线监测难度较大。针对这一问题,提出基于其合闸行程曲线的合闸速度计算思路。首先对12 kV真空断路器的合闸速度离线测量试验进行了设计,取得合闸行程曲线数据;然后提出了两种仅依赖行程曲线的合闸速度计算方法。第一种方法采用最小二乘法对合闸行程曲线进行分段拟合,无需获取刚合点信息直接计算;第二种方法根据合闸过程中触头运动规律利用B-spline函数对行程曲线进行拟合,找出刚合点计算合闸速度。两种方法中,B-spline拟合所得的结果准确度高,而最小二乘法拟合计算所消耗资源较少。所提的方法方便、准确率较高,并可根据实际工程情况选择,为研究真空断路器在线监测提供了新的思路。     

基于DBSCAN的椭圆拟合算法的磁罗盘校正

随着智能机器技术的不断发展,微型化磁罗盘在惯性导航和姿态控制等领域被广泛应用。磁罗盘以地磁场作为测量对象,在测量过程中极易受到其他磁场干扰,极大影响了测量数据的准确性和可靠性。为了提高磁罗盘传感器的抗干扰能力,提出一种基于DBSCAN的椭圆拟合算法,对磁罗盘测量的原始数据进行二次处理,提取正确地磁场信息。根据磁罗盘在干扰磁场下的输出数据特征,采用椭圆拟合算法校准数据。同时,由于测量数据存在的奇异值对数据拟合影响较大,因此对数据采用DBSCAN和莱特算法进行预处理,保证拟合算法的可靠性。     

核主元分析在高压断路器故障诊断中的应用

核主元分析(KPCA)方法作为一种先进的人工智能算法,在处理非线性问题上具有极大的优势。为此,将KPCA用于高压断路器的故障诊断中,通过选取合适的核函数将原始数据映射到特征空间,之后在特征空间内计算主元,依据平方预测误差(SPE)统计量对故障数据进行分类诊断,以提高高压断路器故障诊断的准确率。为验证该方法的有效性,用KPCA法对高压断路器在线监测系统采集到的现场正常及非正常数据进行分析计算,并利用Matlab仿真依据计算得出的统计量值对故障数据进行诊断。实验结果表明,该方法应用于高压断路器能够取得较好的故障诊断效果。     

基于支持向量机的高压断路器机械状态预测算法研究

机械故障是高压断路器运行过程中的主要故障之一,对高压断路器开展机械状态评估与预测,对提高高压开关设备和电网运行可靠性具有重要意义。文中基于支持向量机进行了高压断路器机械状态预测算法的研究。支持向量机是一种统计机器学习算法,以结构风险最小化为训练目标,能够很好地解决过学习、维数灾难、局部最优等传统机器学习算法遇到的问题。在具体的算法实现中,文中利用断路器前几次动作的触头行程和操作线圈电流曲线来预测下一次或者后几次动作数据。利用预测出来的机械动作数据对高压断路器进行故障诊断,可以发现高压断路器潜在的问题,从而达到机械状态预测的目的。此外,文中通过归一化、交叉验证、网格搜索等方法来确定算法参数和提高算法精度。最后,以高压断路器机械寿命试验数据为例测试了该算法,结果表明该算法能够很好地训练并预测机械动作行程曲线和操作线圈电流曲线。     

基于EEMD算法的10 kV真空断路器分合闸行程信号降噪方法研究

10 kV真空断路器是电网中最关键的电气设备之一,一旦发生故障就将严重威胁电网的安全与稳定运行,因此开展故障诊断方法的研究具有实际工程价值。为克服10 kV真空断路器分合闸动作产生的振动干扰对CCD传感器采集数据的影响,采用EEMD算法对真空断路器分合闸行程信号进行模态分解,并结合IMF频率和能量分析法,对行程信号进行降噪,重构后的行程信号具有很好的降噪效果,可为真空断路器故障提供准确的判断依据。     

断路器试验数据应用于仿真计算处理方法研究

正在断路器设计过程中,经常要应用试验中采集到的数据进行仿真计算,试验中干扰因素会对采集到的数据产生不同程度的影响。一般情况下可消除干扰源,重新采集;但有一些不太强烈、持续时间较长的干扰,一般无法消除,这些干扰在仿真计算过程中会被放大,影响分析。通过对某型号断路器分闸特性曲线的处理,使用MATLAB对采集到的数据进行拟合处理,再将处理后的数据导入动力学分析软件Adams中,进行了仿真计算,提高了分析效率。     

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。     

局部放电窄带干扰抑制中改进快速傅里叶变换频域阈值算法的研究

窄带干扰抑制一直是电力设备局放在线监测中的一项重要课题,已有许多用于抑制窄带干扰的数字信号处理方法。章在研究快速傅里叶变换(FFT)频域阈值法的基础上,提出了一种改进算法,即利用多项式拟合的方法,在原有阈值法置零区域的两侧进行周边频带处理,使算法能够适应更宽频带内的窄带干扰。仿真计算和实测数据处理结果表明该算法有较好的干扰抑制效果。     

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。     

基于分段拟合算法的电流互感器误差研究

电流互感器的传变误差直接影响继电保护动作的可靠性。然而利用现场测试数据无法直接预估大倍数短路电流时的励磁电流,很难对传变误差作定量评估和确切计算。提出利用三次样条插值和指数函数综合解析表达式,对原始数据分段处理拟合伏安特性曲线,可完整描述线性区和饱和区伏安特性,准确求出饱和区内的励磁电压和励磁电流值,从而计算出大倍数短路电流时电流互感器的传变误差和二次最大允许负载。通过与多组实测数据比对,验证了该算法拟合精度高,计算结果准确,具有较好的工程应用价值。