基于信息熵的串联型故障电弧频谱特征研究

发布时间：2018-12-12 19:40

【摘要】：针对串联型故障电弧影响供配电系统供电安全的问题,提出小波包信息熵理论与短时傅立叶变换相结合的串联型故障电弧频谱特征分析方法。首先研制了低压串联型故障电弧实验平台,开展了典型负载故障电弧模拟实验。其次,利用小波包技术对发生稳定串联型故障电弧前后的电流信号进行分解、重构和归一化处理。然后,计算各频带重构信号的信息熵,通过对比各频段燃弧前后重构信号的信息熵得出稳定故障电弧电流信号的特征频段为8-10.8KHz。最后,采用短时傅立叶变换对特征频段的重构信号进行时频分析,得出发生稳定故障电弧前后电流信号的频谱变化规律。经验证,在发生不稳定故障电弧时,8-10.8KHz仍为故障电弧的特征频段,频谱特征依然明显。结果表明,利用信息熵和短时傅立叶变换对低压串联型故障电弧进行频谱特征研究是可行的。
[Abstract]:Aiming at the problem that series fault arc affects the power supply safety of power supply and distribution system, an analysis method of frequency spectrum characteristic of series fault arc is proposed, which combines wavelet packet information entropy theory with short time Fourier transform. First, a low voltage series fault arc experiment platform is developed, and the typical load fault arc simulation experiment is carried out. Secondly, wavelet packet technology is used to decompose, reconstruct and normalize the current signal before and after the stable series fault arc. Then, the information entropy of the reconstructed signal in each frequency band is calculated. By comparing the information entropy of the reconstructed signal before and after the arc burning in each frequency band, the characteristic frequency band of the stable fault arc current signal is found to be 8-10.8 KHz. Finally, the time-frequency analysis of the reconstructed signal in the characteristic frequency band is carried out by using the short-time Fourier transform, and the frequency spectrum changes of the current signal before and after the occurrence of the stable fault arc are obtained. It is proved that the 8-10.8KHz is still the characteristic frequency band of the fault arc and the spectrum feature is still obvious when the unstable fault arc occurs. The results show that it is feasible to study the spectrum characteristics of low voltage series fault arc by using information entropy and short time Fourier transform.
【作者单位】： 辽宁工程技术大学电气与控制工程学院;
【基金】：国家自然科学基金资助项目(51277090) 辽宁省教育厅重点实验室基础研究项目(LZ2014024) 辽宁工程技术大学生产技术问题基金项目(14-T-004)
【分类号】：TM501.2

【参考文献】

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1 蔡彬,陈德桂,吴锐,王鑫伟,高冬梅,陈卫国;开关柜内部故障电弧的在线检测和保护装置[J];电工技术学报;2005年10期

2 杨建红;张认成;杜建华;;基于多信息融合的故障电弧保护系统的应用研究[J];高压电器;2007年03期

3 卢其威;巫海东;王肃珂;孔德煜;;基于差值均方根法的故障电弧检测的研究[J];低压电器;2013年01期

4 马少华;郭家稳;;低压串联故障电弧的识别方法[J];低压电器;2013年09期

5 付朝阳;刘景林;张晓旭;;双余度永磁无刷直流电机匝间短路故障诊断[J];电工技术学报;2014年01期

6 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

7 张士文;张峰;王子骏;顾昊英;宁庆;;一种基于小波变换能量与神经网络结合的串联型故障电弧辨识方法[J];电工技术学报;2014年06期

8 姚秀;汲胜昌;Luis Herrera;王瑾;;串联直流电弧特性及其在故障诊断中的应用[J];高压电器;2012年05期

9 曲国庆;党亚民;章传银;苏晓庆;;基于M带小波包的GPS数据序列误差分析与特征信息提取[J];煤炭学报;2008年11期

10 廖水容;张认成;李夏河;;低压串联电弧故障电流高次谐波含有率试验[J];河南理工大学学报(自然科学版);2013年02期

【共引文献】

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1 杨建红;张认成;房怀英;;Lyapunov指数法在故障电弧早期探测中的应用[J];电工电能新技术;2008年02期

2 杨建红;张认成;房怀英;;Duffing振子信号探测在故障电弧短路保护中的应用[J];电力系统自动化;2006年24期

3 杨建红;张认成;房怀英;;关联维数在故障电弧早期探测和保护中的应用[J];低压电器;2008年17期

4 马征;张国钢;柯春俊;;一种基于高频电流频谱分析的故障电弧检测方法[J];低压电器;2010年09期

5 王莉;曹璐;严仰光;;航空交流故障电弧特性的研究[J];低压电器;2011年02期

6 蓝会立;张认成;;开关柜内部故障电弧探测法的研究现状及趋势[J];高电压技术;2008年03期

7 杨建红;张认成;杜建华;;基于多信息融合的故障电弧保护系统的应用研究[J];高压电器;2007年03期

8 蓝会立;张认成;;开关柜内部弧光短路伴生弧声的频谱特性研究[J];高压电器;2008年02期

9 孙鹏;郑志成;高翔;;基于小波分析的故障电弧检测方法[J];高压电器;2012年01期

10 李立生;李建修;邵志敏;蔡永斌;李娟;;基于光纤传感的电弧光保护技术在智能电网中的应用[J];低压电器;2012年20期

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1 董爱华;谷彬;;低压配电开关故障电弧检测技术的发展趋势[A];第九届全国信息获取与处理学术会议论文集Ⅰ[C];2011年

2 丁心志;刘柱揆;毕志周;覃日升;许守东;;弧光保护系统测试技术研究[A];2012年云南电力技术论坛论文集[C];2012年

3 刘振国;孙鹏;;基于电流波形比较法诊断故障电弧的可靠性分析研究[A];第十一届沈阳科学学术年会暨中国汽车产业集聚区发展与合作论坛论文集（信息科学与工程技术分册）[C];2014年

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1 李芳;GMAW-P数字电源设计及熔滴过渡特征信号提取与建模研究[D];上海交通大学;2008年

2 韩颖;高压SF_6断路器动态电弧混沌现象研究[D];沈阳工业大学;2014年

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1 叶石丰;基于IEC 61850 GOOSE通信机制的简易母线保护在均禾变电站的应用[D];华南理工大学;2010年

2 窦甜华;基于多信息融合的电气火灾智能检测技术的研究[D];山东建筑大学;2011年

3 郑志成;故障电弧在线诊断技术研究[D];沈阳工业大学;2011年

4 关丽娜;故障电弧模式识别算法的研究[D];沈阳工业大学;2011年

5 马超;基于小波包支持向量机方法的结构件状态识别[D];哈尔滨工业大学;2010年

6 刘湘宁;低压串联电弧故障诊断技术的研究[D];沈阳工业大学;2012年

7 钟声;增强型电弧光保护在中低压开关柜中的应用研究[D];华北电力大学（河北）;2007年

8 吴卓奇;具有电弧检测功能的直流固态功率控制器的研究[D];南京航空航天大学;2008年

9 范慧贤;基于DSP的低压配电箱火灾监控系统研究与设计[D];河北工程大学;2009年

10 付永丽;基于模糊神经网络的电气火灾报警系统研究[D];河南理工大学;2009年

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1 武志勇;郭宏;吕振华;钱浩;;基于遗传算法的双余度无刷直流电机优化设计[J];北京航空航天大学学报;2011年12期

2 李树刚;马超;王国旗;;基于未确知测度理论的矿井通风安全评价[J];北京科技大学学报;2006年02期

3 姚淑娜,宗广志;光纤技术在开关配电设备中的应用[J];北京联合大学学报(自然科学版);2004年01期

4 黄声享,刘经南;GPS变形监测系统中消除噪声的一种有效方法[J];测绘学报;2002年02期

5 蔡彬,陈德桂,吴锐,王鑫伟,高冬梅,陈卫国;开关柜内部故障电弧的在线检测和保护装置[J];电工技术学报;2005年10期

6 卢胜利;陈昊;昝小舒;;开关磁阻电机功率变换器的故障诊断与容错策略[J];电工技术学报;2009年11期

7 王静红;刘教民;;基于双目立视技术的开关电弧图像处理[J];电工技术学报;2011年01期

8 戴隽文;郝瑞祥;游小杰;;一种用于大功率电弧加热器的等离子电弧模型[J];电工技术学报;2011年01期

9 安群涛;孙力;孙立志;赵克;;三相逆变器开关管故障诊断方法研究进展[J];电工技术学报;2011年04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 文鸿雁;基于小波理论的变形分析模型研究[D];武汉大学;2004年

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1 赵淑敏;AFCI（故障电弧断路器）的研制[D];浙江大学;2007年

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1 李建基;;故障电弧情况下的人身和设备防护[J];华通技术;2004年02期

2 蓝会立;张认成;;基于混沌的故障电弧早期弧声检测方法研究[J];计算机测量与控制;2010年12期

3 仲启树;张认成;陈建阳;;基于混沌理论的故障电弧检测方法研究[J];黎明职业大学学报;2011年03期

4 孙鹏;秦猛;;采用波形比较法的串联故障电弧快速诊断技术[J];低压电器;2013年20期

5 印永嘉;陈洪亮;;关于检测低压故障电弧的初步研究[J];实验室研究与探索;2007年08期

6 杨艺;董爱华;付永丽;;低压故障电弧检测概述[J];低压电器;2009年05期

7 吕辉;董爱华;;基于信息融合的配电箱故障电弧在线检测[J];煤矿机械;2009年11期

8 邹云峰;吴为麟;李智勇;;基于自组织映射神经网络的低压故障电弧聚类分析[J];仪器仪表学报;2010年03期

9 孙鹏;郑志成;闫荣妮;高翔;;采用小波熵的串联型故障电弧检测方法[J];中国电机工程学报;2010年S1期

10 窦甜华;段培永;段晨旭;石嘉川;;一种建筑物低压供配电线路故障电弧检测新方法[J];微计算机信息;2011年03期

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1 徐贞华;裴小青;;基于支持向量机的低压故障电弧识别方法[A];2011第十六届全国自动化技术与应用学术年会专辑[C];2011年

2 董爱华;谷彬;;低压配电开关故障电弧检测技术的发展趋势[A];第九届全国信息获取与处理学术会议论文集Ⅰ[C];2011年

3 刘振国;孙鹏;;基于电流波形比较法诊断故障电弧的可靠性分析研究[A];第十一届沈阳科学学术年会暨中国汽车产业集聚区发展与合作论坛论文集（信息科学与工程技术分册）[C];2014年

4 陈征;;浅谈故障电弧防护技术在国内电气安全方面的应用前景[A];中国职业安全健康协会2008年学术年会论文集[C];2008年

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1 鲁涛 天津市鸿远电气设备有限公司总工程师;杜绝电力火灾 造福人类文明[N];中国建设报;2013年

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1 董荣刚;故障电弧诊断技术的研究[D];沈阳工业大学;2009年

2 郭家稳;故障电弧模式识别方法的研究[D];沈阳工业大学;2013年

3 吴建建;航空故障电弧检测技术的研究[D];大连理工大学;2009年

4 仲启树;基于弧声的故障电弧预测预警保护技术研究[D];华侨大学;2008年

5 郑志成;故障电弧在线诊断技术研究[D];沈阳工业大学;2011年

6 关丽娜;故障电弧模式识别算法的研究[D];沈阳工业大学;2011年

7 卢永芳;基于信息融合的配电柜故障电弧预报警系统算法研究[D];河南理工大学;2010年

8 杨艺;楼宇电气火灾预警系统中故障电弧检测的研究[D];河南理工大学;2007年

9 程飞;航空故障电弧的仿真和试验研究[D];大连理工大学;2011年

10 佟雅林;具有故障电弧及局部放电监测的多功能保护电器研究[D];沈阳工业大学;2013年

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