基于三核嵌入式平台的断路器在线监测与故障诊断系统

发布时间：2020-05-19 21:06

【摘要】：当今社会经济快速发展,电能作为不可或缺的能源融入到了我们生活的方方面面,为保证电能安全稳定地供给,提升电网的稳定性势在必行。高压断路器作为关键的一次设备,其运行的可靠性对电网的稳定起到至关重要的作用,因此需要对断路器进行状态检修,以确保其正常运行。断路器的在线监测和故障诊断技术是状态检修的重要支撑。随着电气设备智能化程度的提高,断路器在线监测装置需要处理的数据越来越多,断路器在线监测装置需要进一步提升设备间数据通信能力,以及对断路器的故障诊断能力。针对设备间信息互通的问题,本文设计了基于IEC61850通信标准的断路器实时监控和故障诊断系统。IEC61850通信标准将变电站通信网络分为三层,其通信数据面向对象进行建模,并且采用专用通信服务映射的方式实现通信服务与抽象服务接口的连接,有效提升了设备之间的互操作性。本文详细分析了IEC61850的网络通信结构以及通信信息模型,并搭建了基于IEC61850的变电站通信网络,同时建立了相应的断路器的监测信号模型。针对断路器故障诊断问题,本文对高压断路器的基本工作原理和操作机构中各物理量之间的关系进行了研究,选择操作机构的直流线圈电流作为高压断路器故障诊断的依据,利用小波变换和支持向量机实现断路器的故障诊断。其中,在间隔层设备上完成基于小波变换的数据处理,在变电站层服务器上完成基于支持向量机(Support Vector Machine,SVM)算法的故障诊断。本文设计了三核嵌入式系统作为间隔层监测设备,依据IEC61850标准与变电站层服务器完成数据通信,完善整套在线监测与故障诊断工作。本文设计的系统适用于IEC61850通信标准的网络架构,有效提升了监测装置与其他设备之间的数据通信能力。采用小波变换与SVM相结合的方式作为故障诊断方法,能够对断路器的状态进行准确评估。间隔层设备采用三核系统具有极强的数据分析能力和良好的人机交互能力,配合变电站层的服务器进一步提升了整个系统的在线监测和故障诊断能力。
【图文】：

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第二章 IEC61850 变电站理论研究与断路器在线监测通信设计的状态信号，状态信号经过必要的转换后传送到智能电子过串口、总线、模拟信号接口、开关量接口完成通信。间用基于 IEC61850 的通信接口，在间隔内各监测装置之间发送到后台服务器。变电站后台服务器将所有监测数据汇方式完成数据的宏观统计与微观分析，将分析结果通过人第二层间隔层内以及间隔层与第三层变电站层之间通过基通信，间隔层内的监测装置之间、间隔层与变电站层的后行物理连接，MMS 报文和 GOOSE 报文通过都通过基于 T较之利用总线和串口进行通信，基于 TCP/IP 的以太网具有速度快实时性较好；(2)方便接入局域网、互联网，利于大规应用范围很广，可以为实现设备的互操作提供可靠支撑。网络基本组成如图 2-5 所示。

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作过程和线圈电流波形，可以寻找两者之间的联系，建立断路器工作异常圈电流波形异常之间的对应关系，从而实现以直流线圈电流信号特征为依行状态评估。压断路器原理及其操动机构等效模型研究压断路器基本工作原理概述路器主要由操作机构，传动机构和提升机构组成，断路器收到分、合闸动操作机构动作，铁芯撞杆撞击翻板，翻板旋转使卡销释放，已储能的弹簧动作，传动机构直接与提升机构相连，提升机构响应传动机构的动作，完，当触头完成动作之后，辅助开关断开操作机构的线圈电流，，操作机构中为铁芯撞杆运动而被压缩所产生的弹力将铁芯撞杆复位。高压断路器各机下图。由断路器的基本工作原理知，操作机构是断路器动作的发起者，并的线圈电流波形的总时间包含了断路器动作的整个时间，综上，操作机构在实现断路器动作的过程中起到至关重要的作用。
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TM561

【参考文献】