高压断路器状态监测与故障诊断方法的研究

发布时间：2016-11-17 02:18

  本文关键词：高压断路器在线监测与故障诊断系统研究，由笔耕文化传播整理发布。

《北京交通大学》 2007年

高压断路器状态监测与故障诊断方法的研究

黄凌洁  

【摘要】： 高压断路器是电力系统中最重要的控制和保护设备,其可靠运行对电力系统的安全、稳定至关重要。对高压断路器实施状态检修,可显著提高其运行的可靠性和经济性。而状态监测与故障诊断技术是实现电力设备状态检修的基础性技术。高压断路器状态监测和故障诊断为实现由计划检修到状态检修的转变创造了条件。 本文在对国际大电网会议13.06和国家电力科学研究院的统计和分析的基础上,确定了断路器的状态监测内容。通过分析研究高压断路器运行监测机理,分析断路器在分、合闸操作的行程、时间特性曲线,操作线圈电流、电压波形,断路器的机械振动信号,断路器提升杆的泄漏电流以及灭弧室和控制箱内温升等,深入研究监测信号与故障之间的对应关系,提出用于故障诊断的特征信号。 由于断路器故障具有模糊的特点,本文提出了基于模糊理论的断路器故障诊断方法。并以LW6B-252型断路器为研究对象,建立了高压SF6断路器的模糊故障诊断的数学模型。确定了模糊故障诊断模型中的故障集、故障征兆以及模糊诊断矩阵,最后通过仿真计算验证了故障诊断模型的正确性。由仿真结果可以得出,该模糊故障诊断方法使用方便、可信度高。 为了使故障诊断的结果更加准确,本文以径向基函数神经网络作为高压断路器操动机构故障诊断的辅助诊断方法,确保了模糊故障诊断系统中操动机构故障诊断的正确性。 电寿命是衡量断路器使用寿命最重要的指标。本文以LW6B-252型断路器为研究对象,给出了其相对电磨损公式。为掌握断路器的状况和预测电寿命提供了方便、可靠的手段。 为了在断路器发生故障前预防故障的产生,提前对断路器进行检修,本文提出了将统计过程控制用于断路器趋势诊断。将断路器的运行参数和历史运行参数相比,根据非正常运行的典型判据判断断路器的缺陷发展趋势,起到预防故障发生的作用。

【关键词】：
【学位授予单位】：北京交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：TM561;TP277
【目录】：

致谢5-6

摘要6-7

ABSTRACT7-11

1 绪论11-19

1.1 课题背景及意义11-12

1.2 状态监测与故障诊断技术的发展现状及发展方向12-16

1.2.1 状态监测与故障诊断技术12-13

1.2.2 电力设备状态监测与故障诊断技术的发展现状及发展方向13-15

1.2.3 高压断路器状态监测与故障诊断技术的发展现状及发展方向15-16

1.3 本文的主要工作16-19

2 高压断路器状态监测特征参量的特性分析19-35

2.1 高压断路器状态监测特征参量的选取19-21

2.1.1 故障统计与分析19-20

2.1.2 状态监测特征参量的选取20-21

2.2 分、合闸线圈电流分析21-23

2.3 断路器振动信号分析23-26

2.3.1 断路器振动信号的时域特性24-26

2.3.2 振动信号测量点的选取26

2.4 开断电流信号分析26-27

2.5 断路器的动作特性分析27-31

2.5.1 断路器时间参数的确定28-29

2.5.2 断路器速度参数的确定29

2.5.3 断路器行程参数的确定29-31

2.6 断路器交流泄露电流的监测31-32

2.7 断路器的温度监测32-33

2.8 本章小结33-35

3 基于模糊理论的高压SF6断路器故障诊断模型的研究35-55

3.1 高压断路器故障诊断方法综述35-36

3.2 模糊故障诊断理论36-44

3.2.1 机器故障诊断中的模糊性36-37

3.2.2 模糊诊断原理37-38

3.2.3 隶属函数的确定38-41

3.2.4 模糊诊断矩阵的构造41-42

3.2.5 模糊诊断算法42-43

3.2.6 模糊诊断原则43

3.2.7 模糊诊断矩阵的自适应修正43-44

3.3 LWB6B-252型高压断路器分闸操作中故障诊断模型的建立44-50

3.3.1 故障及其原因分析45-47

3.3.2 故障集的确定47

3.3.3 故障征兆的确定47-48

3.3.4 隶属函数的确定48-49

3.3.5 模糊诊断矩阵的确定49-50

3.3.6 模糊诊断原则50

3.3.7 模糊故障诊断实例验证50

3.4 LW6B-252型高压断路器合闸操作中故障诊断模型的建立50-53

3.4.1 故障集的确定50-51

3.4.2 故障征兆的确定51

3.4.3 隶属函数的确定51-52

3.4.4 模糊诊断矩阵的确定52-53

3.4.5 模糊故障诊断实例验证53

3.5 本章小结53-55

4 基于径向基函数操动机构故障诊断的研究55-63

4.1 径向基函数网络55-57

4.2 高压断路器基于径向基函数网络故障诊断模型的建立57-58

4.3 径向基函数网络输入输出矢量的确定58

4.4 径向基函数网络的训练样本的确定58-60

4.5 径向基函数故障诊断实例验证60-61

4.6 本章小结61-63

5 高压断路器故障预测的研究63-69

5.1 高压SF6断路器的电寿命预测方法的研究63-66

5.1.1 高压SF6断路器的电寿命预测综述63-64

5.1.2 高压SF6断路器电寿命预测的方法64

5.1.3 LW6B-252型断路器相对电磨损公式64-65

5.1.4 断路器电寿命预测65-66

5.2 基于统计过程控制的断路器趋势预测的研究66-68

5.3 本章小结68-69

6 故障诊断方法的程序实现69-73

6.1 故障诊断程序设计总体框图69-70

6.2 模糊故障诊断程序设计70-71

6.3 运行结果显示71-73

7 结论73-75

参考文献75-79

附录A79-83

附录B83-85

作者简历85-89

学位论文数据集89

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本文编号：178078