基于灰度-梯度共生矩阵的串联故障电弧特征

为了获取非线性负载回路中串联故障电弧的特征,利用自行研制的故障电弧实验系统开展了变频器和工控机负载条件下的串联故障电弧实验。提出一种基于灰度-梯度共生矩阵的特征提取方法。采用前向差分法对电流信号进行预处理,并利用小波包技术对差分信号进行分解、重构,将重构信号按频率高低依次放入二维数组;二维数组中同时刻各频段的能量归一化后,将其转换为0~255的灰度值图像,对灰度值图像进行Wiener滤波并采用Laplace算子进行锐化和加强处理,取频率高于1 562.5 Hz的图像求解灰度-梯度共生矩阵。通过计算共生矩阵的15种特征量,筛选得到工控机和变频器负载条件下串联故障电弧的特征向量。将获取的故障电弧特征向量输入到支持向量机进行故障电弧识别测试,验证了上述故障电弧特征提取方法的有效性。     

光伏系统直流故障电弧实验研究

光伏系统中的直流故障电弧严重威胁光伏系统的安全运行,由于其随机性和不稳定性且不具有交流电弧的零休现象,使得光伏系统中的直流故障电弧难以检测。研究光伏系统直流故障电弧的特性及其有效的检测方法对保障光伏系统运行的安全性和可靠性具有重要意义。设计了一套光伏直流故障电弧实验系统并有针对性地研究了光伏系统中直流故障电弧的特性和检测方法,提出了经验模态分解(EMD)算法和概率神经网络(PNN)算法相结合的光伏系统直流故障电弧检测方法,综合实验数据分析表明该方法能有效检测光伏系统中直流故障电弧。     

矿用电连接器串联型故障电弧诊断方法研究

为提高煤矿井下供电系统的可靠性,在不同电压、电流、功率因数、环境相对湿度条件下,开展了因机械振动引发的串联型故障电弧模拟实验。分析了不同实验参数对故障电弧的影响;提取串联型故障电弧相邻五周期电流信号中的过零点数、归一化后的方差、协方差构成特征向量;建立了基于随机森林分类算法的串联型故障电弧诊断模型,以正常运行及故障电弧电流信号的特征向量构成训练样本和测试样本作为随机森林模型的输入,对样本进行分类,进而诊断是否发生串联型故障电弧。结果表明,该方法能够有效地实现矿用电连接器串联型故障电弧的诊断。     

基于ST-SVD-PCA的串联故障电弧特征提取方法

为深入研究煤矿井下串联故障电弧特征及提取方法,分别以电动机和变频器负载为研究对象,开展不同电流条件下的串联型故障电弧实验。采用S变换(ST)对回路电流进行时频域变换,求得S变换矩阵的幅值矩阵作为特征矩阵;对特征矩阵进行奇异分解(SVD),得到矩阵的奇异值;对多组奇异值组成的特征向量进行主元分析(PCA),选取累积贡献率高于95%的主元作为故障识别的特征,实现特征向量的降维;最后采用遗传算法(GA)优化的支持向量机(SVM)算法对故障电弧特征的有效性进行了测试。通过不同负载和工况条件实验,进一步验证了基于上述故障电弧特征的故障电弧识别方法的兼容性,该方法可以有效识别电机及变频器负载回路的串联故障电弧。     

松动故障对矿用栓接电连接器电接触特性的影响

为研究松动故障对栓接电连接器电接触性能的影响,利用自行研发的实验平台,开展了不同松动程度、接触电流以及材料配对时的栓接电连接器松动故障实验,利用建立的栓接电连接器温度场仿真模型,分析了短时大电流条件下的温度特性。接触压力一定时,铜-铜连接器接触电阻随接触电流增大而增大;接触压力大于某阈值时,铜-镀锌和铜-304钢连接器的接触电阻均随接触电流增大而增大,接触压力小于该阈值时接触电阻变化趋势相反。8倍额定电流短时过载条件下,铜-不锈钢连接器的温升较显著,且随着接触压力的减小,末态温度与最高温度间温差增大。