应用改进Hilbert-Huang变换下的Volterra模型诊断OLTC机械故障
发布时间：2021-08-07 20:07
为提高有载分接开关（OLTC）机械故障诊断的自适应性、特征分辨率以及识别效率,提出一种包含聚合经验模态分解（EEMD）分解和Hilbert边际谱分析的改进HHT方法,与混沌时间序列的Volterra模型相结合来提取OLTC的机械故障特征。具体应用时,首先对OLTC切换过程中的多通道振动信号进行EEMD分解得到固有模态函数（IMF）分量,然后应用Hilbert谱分析法求取各IMF的Hilbert边际谱。进一步,应用Volterra模型根据Hilbert边际谱构建Volterra特征矩阵,以矩阵奇异值为故障特征参量。最后搭建了OLTC典型机械故障真型实验平台,采用文中方法获取并分析了几种典型机械故障的振动信号,并借助多分类支持向量机对数据集进行分类识别,验证了所提出故障诊断方法的有效性。与其他方法对比得知,新方法取得了较高的故障识别准确率。
【文章来源】：高压电器. 2020,56(07)北大核心CSCD
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
OLTC机械故障特征提取流程
文中选取某SYJZZ-35型有载分接开关真型作为试验测试对象。该装置采用了埋入复合型电阻式过渡结构，兼具分接选择器以及切换开关二者的功能；开关芯体和电动机构直接插在单独油室中，见图2。SYJZZ-35型有载分接开关为三相，中部跨接式调压，35 kV，电阻过渡，直接切换式有载分接开关，工作位置数为7。结构简单，使用寿命长且拆解维护方便，较适用于OLTC机械故障诊断研究。2.2 OLTC典型机械故障真型实验
为了了解振动分析法在识别OLTC机械故障方面的表现，文中以松动以及卡涩故障为例展开模拟分析。在现实中，将近六成的故障属于这两类故障，所以以二者为例进行研究是比较科学合理的。在模拟分析时，通过拧松触头的固定螺钉或固定弹簧来模拟触头松动故障，通过在电机转轴上施加阻力来实现电机卡涩故障的模拟，分别见图3、4。选用3个北京康泰电子生产的UTL2001X型压电加速度传感器(灵敏度：500 mV/g,1-3号)，经美国DATAQ公司生产的DI-4108型数据采集系统对OLTC切换过程中的振动信号进行测试。结合现场应用状况，减小变压器振动信号干扰同时降低安装难度，所以，将3个传感器布置于变压器油箱壁的顶面和两个侧面，以便获取OLTC切换过程中，相互垂直的3个不同方向的机械振动信号，见图5。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于振动信号的有载分接开关机械故障诊断研究[J]. 邓敏. 变压器. 2018(10)
[2]基于特征参量优选与多算法联合的局部放电模式识别方法[J]. 王世强,薛建议,胡海燕,刘全桢,穆海宝. 高压电器. 2018(10)
[3]基于最优特征向量分类的高压断路器机械状态识别方法[J]. 杨景刚,吴越,赵科,李洪涛,腾云,张国钢. 高压电器. 2018(06)
[4]利用窄带噪声辅助多元经验模态分解算法检测换流变压器用有载分接开关机械状态[J]. 段若晨,王丰华,周荔丹,姚钢. 电工技术学报. 2017(10)
[5]基于EMD-AR谱分析的数控机床主轴故障诊断方法研究[J]. 郭正才,王义强,朱艳飞,骆海波. 组合机床与自动化加工技术. 2016(03)
[6]EMD方法的改进研究及其在机械信号中的应用[J]. 张袁元,辛江慧,周祥,王刚. 机械设计与制造. 2016(02)
[7]基于相关性分析的OLTC运行状态评价方法研究[J]. 王开明,束洪春,曹立平,董俊,苏应敢,崔政. 电力系统保护与控制. 2015(19)
[8]基于混沌理论和K-means聚类的有载分接开关机械状态监测[J]. 周翔,王丰华,傅坚,林嘉杨,金之俭. 中国电机工程学报. 2015(06)
[9]EMD中有效IMF选取方法的研究[J]. 丁常富,蔡志成. 热力发电. 2014(01)
[10]变压器有载分接开关振动测试系统设计与开发[J]. 徐晨博,王丰华,傅坚,林嘉杨,金之俭. 仪器仪表学报. 2013(05)
本文编号：3328455
【文章来源】：高压电器. 2020,56(07)北大核心CSCD
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
OLTC机械故障特征提取流程
文中选取某SYJZZ-35型有载分接开关真型作为试验测试对象。该装置采用了埋入复合型电阻式过渡结构，兼具分接选择器以及切换开关二者的功能；开关芯体和电动机构直接插在单独油室中，见图2。SYJZZ-35型有载分接开关为三相，中部跨接式调压，35 kV，电阻过渡，直接切换式有载分接开关，工作位置数为7。结构简单，使用寿命长且拆解维护方便，较适用于OLTC机械故障诊断研究。2.2 OLTC典型机械故障真型实验
为了了解振动分析法在识别OLTC机械故障方面的表现，文中以松动以及卡涩故障为例展开模拟分析。在现实中，将近六成的故障属于这两类故障，所以以二者为例进行研究是比较科学合理的。在模拟分析时，通过拧松触头的固定螺钉或固定弹簧来模拟触头松动故障，通过在电机转轴上施加阻力来实现电机卡涩故障的模拟，分别见图3、4。选用3个北京康泰电子生产的UTL2001X型压电加速度传感器(灵敏度：500 mV/g,1-3号)，经美国DATAQ公司生产的DI-4108型数据采集系统对OLTC切换过程中的振动信号进行测试。结合现场应用状况，减小变压器振动信号干扰同时降低安装难度，所以，将3个传感器布置于变压器油箱壁的顶面和两个侧面，以便获取OLTC切换过程中，相互垂直的3个不同方向的机械振动信号，见图5。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于振动信号的有载分接开关机械故障诊断研究[J]. 邓敏. 变压器. 2018(10)
[2]基于特征参量优选与多算法联合的局部放电模式识别方法[J]. 王世强,薛建议,胡海燕,刘全桢,穆海宝. 高压电器. 2018(10)
[3]基于最优特征向量分类的高压断路器机械状态识别方法[J]. 杨景刚,吴越,赵科,李洪涛,腾云,张国钢. 高压电器. 2018(06)
[4]利用窄带噪声辅助多元经验模态分解算法检测换流变压器用有载分接开关机械状态[J]. 段若晨,王丰华,周荔丹,姚钢. 电工技术学报. 2017(10)
[5]基于EMD-AR谱分析的数控机床主轴故障诊断方法研究[J]. 郭正才,王义强,朱艳飞,骆海波. 组合机床与自动化加工技术. 2016(03)
[6]EMD方法的改进研究及其在机械信号中的应用[J]. 张袁元,辛江慧,周祥,王刚. 机械设计与制造. 2016(02)
[7]基于相关性分析的OLTC运行状态评价方法研究[J]. 王开明,束洪春,曹立平,董俊,苏应敢,崔政. 电力系统保护与控制. 2015(19)
[8]基于混沌理论和K-means聚类的有载分接开关机械状态监测[J]. 周翔,王丰华,傅坚,林嘉杨,金之俭. 中国电机工程学报. 2015(06)
[9]EMD中有效IMF选取方法的研究[J]. 丁常富,蔡志成. 热力发电. 2014(01)
[10]变压器有载分接开关振动测试系统设计与开发[J]. 徐晨博,王丰华,傅坚,林嘉杨,金之俭. 仪器仪表学报. 2013(05)
本文编号：3328455
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