串联电弧故障检测方法研究及应用

发布时间：2017-04-20 17:06

  本文关键词：串联电弧故障检测方法研究及应用，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着社会文明的进步和现代经济的快速发展,电网规模在不断扩大,工业生产和日常生产生活用电量也在日趋增加,电气火灾作为造成人身安全及财产损失的巨大隐患之一不容忽视。电弧故障是引起电气火灾的主要原因之一,开关电器触头松动、线路绝缘老化或接触不良等都会造成电弧故障的发生,且由于受到线路负载的限制,传统故障保护装置无法实现串联对电弧故障的保护。因此,串联电弧故障检测与保护装置的研究具有十分重要的意义。本文以低压串联电弧故障为研究对象,利用实验平台进行常见家用负载电弧故障模拟实验,获取正常和故障情况下电流信号和负载端电压信号,并对信号分别进行对比分析,得出串联电弧故障电流和负载端电压的典型特征。基于电弧电流信号进行零休宽度电弧故障检测,给出零休宽度数学模型,零休宽度计算结果显示零休宽度方法能够识别同一负载电弧故障,对不同负载受配电线路负载额定功率、工作模式转换、感性负载起动等的电流信号奇异性影响无法实现有效判别。对负载端电压信号分析可知:负载端电压不受配电线路正常运行电流信号奇异性的影响,因此提出负载端电压信号电弧故障检测方法。基于负载端电压信号进行串联电弧故障诊断,为得到串联电弧故障特征,采用小波降噪原理对负载端电压进行降噪处理,利用小波变换对降噪后负载端电压信号进行多分辨分析,提取db5小波基五层分解的细节信号并计算其细节信号模极大值,以此作为负载端电压信号特征向量,采用交叉验证和网格搜索法确定支持向量机分类模型参数,特征向量作为支持向量机训练样本,利用支持向量机分类模型对电弧故障进行诊断。以dsPIC33FJ64GS606控制器为核心,采用零休宽度结合峰值宽度检测方法,设计并制作低压串联电弧故障检测装置。
【关键词】：电弧故障 零休宽度 支持向量机 小波变换 故障诊断
【学位授予单位】：沈阳工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM501.2
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-15
• 1.1 课题研究背景意义9-11
• 1.2 国内外发展现状11-13
• 1.2.1 国内电弧故障检测技术的研究现状11-12
• 1.2.2 国外电弧故障诊断技术的发展现状12-13
• 1.3 本文主要研究工作13-15
• 第2章 小波变换与支持向量机理论15-22
• 2.1 小波变换理论15-17
• 2.1.1 快速傅里叶变换15-16
• 2.1.2 连续小波变换16
• 2.1.3 离散小波变换16-17
• 2.1.4 多分辨率分析17
• 2.2 支持向量机17-21
• 2.2.1 支持向量机简介18-19
• 2.2.2 线性可分支持向量分类机19-20
• 2.2.3 非线性可分支持向量分类机20
• 2.2.4 标准支持向量分类机20-21
• 2.3 本章小结21-22
• 第3章 电弧故障实验与分析22-37
• 3.1 串联电弧故障的实验研究22-35
• 3.1.1 电弧故障模拟实验平台22
• 3.1.2 串联电弧故障电流检测实验22-27
• 3.1.3 串联电弧故障电压检测实验27-35
• 3.2 电弧故障仿真研究35-36
• 3.3 本章小结36-37
• 第4章 基于电流信号的串联电弧故障诊断研究37-46
• 4.1 数据降噪37
• 4.2 基于零休宽度的串联电弧故障诊断研究37-45
• 4.2.1 电弧零休判据基于零休的串联电弧故障诊断研究39-45
• 4.3 本章小结45-46
• 第5章 基于电压信号的串联电弧故障诊断研究46-58
• 5.1 基于电压信号故障诊断的提出46-47
• 5.2 电压数据降噪处理47-49
• 5.3 基于小波变换的串联电弧故障诊断研究49-57
• 5.3.1 小波模极大值特征信号的提取49-53
• 5.3.2 支持向量机分类模型的构建与故障诊断53-57
• 5.4 本章小结57-58
• 第6章 电弧故障检测装置的设计与实现58-65
• 6.1 硬件部分设计58-60
• 6.1.1 电压信号采集模块58-59
• 6.1.2 MCU控制器59
• 6.1.3 故障显示模块59
• 6.1.4 电源模块59-60
• 6.2 电弧故障检测装置软件设计60-63
• 6.2.1 主程序设计61
• 6.2.2 初始化模块61
• 6.2.3 电弧故障检测模块61-63
• 6.2.4 故障显示模块63
• 6.3 本章小结63-65
• 第7章 结论65-67
• 参考文献67-71
• 在学研究成果71-72
• 致谢72

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 查亚兵;张涛;黄卓;张彦;刘宝龙;黄生俊;;能源互联网关键技术分析[J];中国科学:信息科学;2014年06期

2 缪希仁;郭银婷;唐金城;张丽萍;;负载端电弧故障电压检测与形态小波辨识[J];电工技术学报;2014年03期

3 刘晓明;赵洋;曹云东;侯春光;;基于多特征融合的交流系统串联电弧故障诊断[J];电网技术;2014年03期

4 刘晓明;王丽君;赵洋;王昊;;串联故障电弧检测方法的研究[J];电气开关;2014年01期

5 刘晓明;赵洋;曹云东;侯春光;王丽君;;基于小波变换的交流系统串联电弧故障诊断[J];电工技术学报;2014年01期

6 刘晓明;王丽君;侯春光;赵洋;刘湘宁;;基于小波包能量熵的低压串联故障电弧诊断[J];沈阳工业大学学报;2013年06期

7 王子骏;张峰;张士文;顾昊英;曹潘亮;;基于支持向量机的低压串联故障电弧识别方法研究[J];电测与仪表;2013年04期

8 尹金良;朱永利;;支持向量机参数优化及其在变压器故障诊断中的应用[J];电测与仪表;2012年05期

9 于然;付周兴;王清亮;王松波;孙尚斌;陈海东;;基于MATLAB的电弧建模仿真及故障分析[J];高压电器;2011年09期

10 雍静;桂小智;牛亮亮;曾礼强;;基于自回归参数模型的低压系统串联电弧故障识别[J];电工技术学报;2011年08期

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1 邓银才;;电气先期故障火灾危险性分析及原因认定[A];2004年湖北省消防学术论文竞赛论文集[C];2004年

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本文编号：319113