基于机械和电气特性融合的高压断路器故障诊断方法

为解决高压断路器故障诊断精度低的问题,提出了一种基于机械和电气特性融合的高压断路器故障诊断方法,该方法基于机械特性诊断高压断路器故障类型,将电气特性作为故障辅助判别依据,进而实现机械和电气特性融合的故障诊断。首先基于最小欧式距离和相关性原理,建立基于机械特性的高压断路器典型故障库,并基于典型故障特征指标权值计算得到典型故障特征向量相似度;然后分析高压断路器分合闸线圈电流波形阶段特性,在选取得到基于分合闸线圈电流的特征向量后,计算基于电气特性的故障辨识度;最后搭建故障诊断试验平台验证方法的有效性。结果表明,该方法的平均故障诊断精度为93.2%,能够精确诊断高压断路器故障,验证了该方法的有效性。     

基于K-S检验法和SVM的高压断路器分合闸线圈回路故障诊断

分合闸线圈回路作为高压断路器分合动作的主控制回路,其正常工作对于高压断路器的可靠性及电力系统的稳定性具有重要的意义。但是在断路器长期的在线运行过程中,分合闸线圈回路往往会出现不同类别的电气故障,影响断路器的正常工作。分合闸线圈回路的状态可以很好地反映在其分合闸线圈电流信号中,通过对断路器分合动作线圈电流信号的采集、处理和分析,可以有效地对分合闸回路进行状态检测。通过对分合闸线圈回路常见的电气故障进行现场试验,获取分合闸线圈电流并提取有效的电流、时间特征参量及其组成的复合特征参量,针对特定的故障类型采用K-S检验法筛选影响因子较高的特征参量作为特征向量,然后通过支持向量机对特征向量进行计算并对分合闸线圈回路进行故障识别。     

基于分合闸线圈电流的某换流站开关故障分析

高压断路器作为常用的电气设备,分合闸线圈是其操动机构的关键部件,线圈电流反映了断路器的运动特性。文中首先介绍了分合闸线圈的结构,阐述了利用检测分合闸线圈电流信号来判断断路器故障的一种新方法,并针对某换流站550 kV断路器的机械故障进行了具体的应用分析,准确诊断了断路器的故障原因。根据分合闸线圈电流提供的状态信息,可以发现高压断路器存在的相关隐患,诊断出断路器的设备状态,提高断路器的状态检测水平,保障电网的安全稳定运行。     

高压断路器分合闸线圈电流采集实验平台与故障模拟实验研究

高压断路器是电力系统的关键设备,分合闸线圈是断路器操动机构的核心部件。近年来,分合闸线圈故障时有发生,严重影响了电力系统的安全性能。文中研究了高压断路器分合闸线圈的回路结构和动作原理,设计了断路器机构模拟样机,搭建了断路器分合闸线圈电流采集试验平台。基于该平台,获取了正常和几种故障情况下的分合闸线圈电流曲线,提取了主要的特征参数并进行了分析,论证了分合闸线圈发生故障时特征参数的变化规律,为基于电流波形诊断分合闸线圈的运行状态提供了依据。     

基于变分模态分解的高压断路器合分闸线圈电流特征值提取

高压断路器合分闸线圈电流中含有大量信息,监测和分析线圈电流信号对于高压断路器故障检测和诊断意义重大。文中提出基于变分模态分解的方法提取线圈电流特征值,采用变分模态法分解断路器合分闸线圈电流信号,并对所得到的经验模态分量求其中心频率,根据频谱中峰值所对应的时间点,提取线圈电流信号的特征值。实验结果表明：使用该方法能够准确且有效地提取合分闸线圈电流信号的特征值。     

高压断路器操动机构典型故障模拟及其特征参量变化分析

高压断路器是确保电力系统稳定运行的重要设备,其分合闸线圈电流和动触头行程曲线两个参量中包含着线圈回路及其状态、断路器机构动作过程等丰富信息。文中设计并获取了线圈接触不良、操作电压过低、铁心行程变化、铁心卡涩和油压变化等断路器操动机构常见故障的机械特性波形,获得了不同类型、不同程度故障下的上述特征参量随时间的变化趋势及可靠范围,可为断路器操动机构故障精确诊断提供重要依据。     

液压式高压断路器机械特性在线监测故障几率研究

在智能变电站中,在线监测系统能够实时记录断路器机械特性数据,包括储能电机电流曲线、分合闸线圈电流曲线、分合闸行程曲线等,笔者结合液压式高压断路器机械特性的各种可能故障,分析断路器机械特性故障对在线监测结果的影响,给出了机械特性故障几率的计算方法和实际应用的参数,并通过对断路器故障的模拟,计算了实际的故障几率。这一方法能够实时了解断路器的运行状态,为保障断路器的安全可靠运行提供了重要的技术手段,已经规模化应用于智能变电站实际工程中。     

高压断路器合(分)闸线圈电流信号特征值提取方法研究

高压断路器合(分)闸线圈电流信号在故障识别、检测及诊断方面有重要意义,正确提取合(分)闸线圈电流信号特征值可为断路器的故障诊断提供依据。首先采用Db4小波基、分解层次为4及Rigrsure阈值策略对合(分)闸线圈电流信号去噪;然后结合小波分析与时域求极值点法对去噪后的电流信号进行特征值提取;最后以ABB VD4高压断路器合(分)闸线圈电流为样本,采用Matlab编程实现电流去噪及特征值提取。结果表明噪声滤除效果较好,并能有效提取线圈电流极值点及对应时间点,从而为后期的故障诊断奠定了基础。     

基于RBF神经网络的高压断路器机构故障诊断

为诊断高压断路器操作机构故障,分析高压断路器机构故障时的分合闸线圈电流,本文通过提取时间和电流特征参数,对故障特征参数进行相对归一化处理后输入RBF神经网络,建立基于果蝇—粒子群混合算法的高压断路器RBF神经网络模型,用于高压断路器操作机构故障识别.以MATLAB为实验平台,通过训练样本和测试样本的仿真分析,得出RBF...     

高压断路器分合闸线圈电流信号特征提取与故障判别方法研究

高压断路器分合闸线圈电流信号特征提取在故障识别、检测及诊断方面都有重要的意义。文中提出采用小波分析与时域求极值点相结合的方法来获取高压断路器分合闸线圈电流信号特征值,并根据该特征值对断路器的故障判别方法做了探索性研究。实验结果表明,电流信号特征值提取方法是有效的,故障识别方法正确。     

基于半监督学习的断路器弹簧机构机械特性监测及状态评估技术研究北大核心CSCD

针对断路器弹簧机构机械特性监测及状态识别系统普遍存在监测类型不全、特征值提取单一、判断标准太过绝对等问题,文中提出了基于小波及半监督学习的多特征分析的断路器弹簧操动机构机械状态识别新方法。通过感知元件对分合闸线圈电流、动触头位移等信号进行采集,采用小波算法对信号进行滤波处理,分析断路器弹簧操动机构的分合闸线圈电流、动触头位移等信号与断路器异常状态之间的对应关系,提取特征值,建立半监督学习多分类网络模型,实现断路器弹簧操动机构故障的机械特性监测及状态识别。实验结果验证了此方法具有较高的诊断正确率,对断路器的健康运营具有重要意义。     

一种便携式高压断路器机械特性测试仪设计

传统的高压断路器特性测试平台存在操作流程多、接线复杂及成本高等问题,提出了一种基于TMS320F28335的便携式高压断路器机械特性测试仪的设计方案。测试仪利用霍尔电流传感器GSM010-GT检测合(分)闸线圈电流信号,利用直线位移传感器TS-0050检测动触头行程,并运用16 bit高准确度A-D转换器AD7606采集上述信号,实现合(分)闸线圈电流、动触头行程等参数的测量,同时利用光耦电路采集断口合分状态,实现断路器合分闸时间、合分闸同期性参数测量。此外,系统扩展了LCD显示、SD卡存储及DS1302时钟电路,参数测量结果可直观显示在LCD上,并实现大批量测量参数及测量时刻的SD卡存储。最后,以ABB的VD4/CX真空断路器为测试对象,其测试结果表明,该测试仪能准确地测量断路器的机械特性参数,从而为判断断路器的性能提供可靠依据。     

基于ADAMS的高压断路器弹簧机构动力学仿真与故障分析

高压断路器是电力系统中重要的保护和控制设备,其状态正常与否直接影响电力系统的安全运行。详细分析了高压断路器工作原理及能量分配原理,建立高压断路器合分闸能量分配数学模型;建立高压断路器弹簧机构动力学模型,并依据高压断路器实际工况对其进行动力学仿真;全面分析了高压断路器弹簧机构合闸弹簧故障、分闸弹簧故障、缓冲器故障、连接件松动及机构卡塞等常见故障下高压断路器机械特性变化规律,揭示高压断路器在各种故障下关键参数的全过程动态变化规律。     

基于分合闸线圈电流的断路器状态在线监测系统研究及应用

高压断路器故障的原因主要集中在其机械特性方面,断路器的分合闸线圈及储能电机的电流波形可反映铁芯卡滞、卡涩等机械特性方面的异常.给出了断路器在线监测装置的整体设计,通过霍尔电流传感器监测分合闸线圈 电流、三相主回路电流和储能电机电流,分析数据并诊断出断路器潜伏性机械故障,为实现高压断路器的状态检修提供了一种有效的技术手段.通过现场对比试验,结果表明该系统各项性能均达到设计要求.该系统在220kV GIS断路器运行良好.     

基于形态小波和支持向量机的高压断路器状态监测和故障诊断

针对现场运行的断路器故障数据难以获取的现状,搭建了一个断路器故障模拟试验平台对部分常见故障进行了故障模拟。传统的基于单一特征量的状态监测难以有效判断断路器的故障,提出了一种多维映射的思路:研发了一种形态开闭加权复合滤波算法对断路器合分闸线圈电流信号进行滤波,从故障波形和正常波形的对比中充分挖掘其差异特征量,并利用形态小波分解包含丰富机械状态信息的振动信号,将不同频段的能量值作为判断断路器状态的特征量,利用支持向量机将断路器合分闸线圈电流信号的各差异特征量与振动信号特征量相结合形成多维映射,对断路器的状态进行诊断。本研究进行了大量的实验,实验分析结果验证了该思路和算法的有效性。     

基于线圈电流和触点状态的断路器故障分析

介绍了一种基于线圈电流信号与触点状态的高压断路器故障诊断专家系统。首先,分析了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触点状态中的有效信息;其后,在找出特征参数与断路器状态对应关系的基础上,设计了基于规则的断路器故障诊断专家系统;最后,以锁勾润滑不足、分闸线圈故障2种故障为实例,分析专家系统的推理过程。经试验验证,该专家系统可以准确地诊断出断路器多种故障,并在目前断路器维护现状的基础上给出合理的检修建议。     

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。     

混合式高压直流断路器内部组件电气状态仿真与分析EI北大核心CSCD

混合式高压直流断路器融合了机械开关、半导体器件、避雷器等多种组件,组件状态与断路器的开断可靠性密切相关。通过分析混合式高压直流断路器的暂态参量时序及故障电气特性,建立了级联全桥型混合式高压直流断路器的开断仿真模型,分析了断路器内部控制信号异常、避雷器劣化及绝缘栅双极型晶体管(insulated gate bipolar transistor,IGBT)衰老退化等3种类型组件故障状态与暂态电气参量的关系,提取了各模块及支路间的电压比值Ku、Ku0、电流比值Ki、Kt、避雷器吸能比KQ及电流延迟时长σi、电压延迟时长σu等作为反映不同故障或缺陷的电气特征参量,并总结了不同故障状态对于断路器内部均压、均流、吸能特性的影响情况。结果表明,对于不同类型的组件故障,故障特征参量有较大的差异,可以体现内部组件及支路的均压、均流特征,反映不同组件故障状态特性。     

高压断路器分闸线圈烧坏后应做防跳试验

1存在问题 高压断路器由于各种电气或机械上的原因,分闸线圈时常有烧坏的现象。一般的处理只重视查找是否分闸线圈被烧坏,然后换上新的分闸线圈,经模拟试验断路器能够正常分闸、合闸,就算完成了。这样做可能存在一个隐患,即带有防跳装置的断路器可能由于防跳继电器的损坏而失去防跳性能。如图I所示,当断路器QF由于某种原因拒分闸后,按短时通电流设计的分闸线圈YT就会长期通电,导致发热烧坏。与此同时,与YT串联的防跳继电器KCF的电流线圈也同样长期过电流。虽然线圈具有一定的耐受过电流能力（常用的DZB系列中间继电器能耐受3倍的额定电流、历时5s）,但YT在发热烧坏过程中往往要经历一个局部匝间短路阶段,当电流流过时间稍长时,就可能烧坏KCF的电流线圈。     

基于模糊RBF神经网络的高压断路器机构故障诊断

为了快速准确诊断高压断路器是否发生操作机构故障,文章提出了一种基于模糊RBF神经网络的高压断路器机构故障诊断方法。该方法首先分析高压断路器的分(合)闸线圈电流,提取时间和电流特征参数t_1、t_2、t_3、t_4、t_5、I_1、I_2、I_3,然后在RBF神经网络增加模糊化层,对特征参数进行相对模糊化运算,最后将模糊化后的特征参数输入到RBF神经网络进行故障识别、分类。该方法以ABB VD4高压断路器的88组实验数据为训练样本建立4种高压断路器操作机构的模糊RBF神经网络故障诊断模型,12组测试样本来验证其准确性,实验结果显示,模糊RBF神经网络高压断路器的故障诊断模型能够准确的诊断出故障类型,其准确率达到99%,具有良好的实用性。与基于模糊BP神经网络的故障诊断方法相比,该方法收敛速度快,训练时间短,均方差较小,为0.107 3。