基于D-S证据融合理论的轨道电路补偿电容故障判决方法研究

在铁路信号系统动态检测数据中,地面轨道电路的补偿电容脉冲检测信号和轨道电路感应电压数据均可反映补偿电容的工作状态。针对单一来源数据进行补偿电容故障判别误报率高的问题,提出一种基于D-S证据融合理论的补偿电容故障判决方法。首先,针对补偿电容脉冲检测信号和轨道电路感应电压数据,提取出有效代表补偿电容状态的特征值,并基于该特征值进行正常/故障概率分配;其次,利用D-S证据融合理论,对单一判定结果进行融合,得到每个补偿电容的故障概率,从而实现补偿电容故障识别;最后,基于实际检测数据对所提方法进行验证。试验结果表明:相较于基于补偿电容脉冲或感应电压的单一来源数据故障识别方法,基于D-S证据融合理论的补偿电容识别准确率分别提升13%和5%,有效地提高了补偿电容故障识别准确率。

基于影响因子聚类与分布拟合的补偿电容剩余寿命预测

补偿电容是保证无绝缘轨道电路正常传输的重要设备,广泛安装于我国高速线路。为了研究补偿电容在实际运用环境下的剩余寿命,提出一种影响因子聚类与分布拟合相结合的补偿电容剩余寿命预测方法。首先以补偿电容维修数据为研究对象,建立补偿电容退化趋势数据模型;分析补偿电容功能退化潜在影响因子,以这些影响因子作为特征属性建立数学模型描述,基于补偿电容历史数据构建特征样本集;通过聚类算法对特征样本集进行类簇划分得到多个子类特征样本集,通过极大似然估计法针对每个子类特征样本集计算威布尔分布拟合参数;通过补偿电容与各子类特征样本集的隶属度以及计算的分布曲线计算补偿电容剩余寿命。为了验证本文所提方法的性能,分别与采用LSTM的补偿电容故障预测方法、威布尔分布拟合的方法在单个补偿电容剩余寿命预测及补偿电容故障数量预测方面进行准确性对比试验。基于27 000余条补偿电容实际维修数据的实验结果表明:1)在单个补偿电容剩余寿命预测方面,所提方法与威布尔分布方法的预测准确性最高分别为95.0%、87.0%,且随着测试样本数量的增加,本文所提方法性能降低速度更慢;2)在补偿电容故障数量预测方面,所提方法的正确率相比基于LSTM和威布尔分布拟合的故障数量预测方法分别提高5.6个百分点和41.3个百分点。

铁路轨道信号在线测量仪补偿电容检定结果不确定度评定

为了保障铁路轨道信号在线测量仪测得的ZPW-2000A轨道电路补偿电容容值准确、可靠,依据JJG(铁道)702—2021《铁路轨道信号在线测量仪检定规程》,利用XHBQ-Ⅰ型轨道信号测试设备综合校验仪,检定铁路轨道信号在线测量仪。介绍检定方案,评定补偿电容检定结果不确定度,并进行验证。结果表明,检定方案满足量值传递要求,能保证铁路轨道信号在线测量仪测量的电容结果准确、可靠。

无功补偿电容器精准同步投切及消压装置的研制及应用

大庆油田第三采油厂电网低压站所控制室内的无功补偿主要采用并联电容器的方式。该方式需要一次性投入或切除大电容,易产生大涌流及电压变化,造成投切开关及电网用电设备损坏,使无功补偿装置的使用寿命严重低于预计,严重时形成安全问题。此外,采油厂75%的低压配电无功补偿装置是在2010年之前投入运行的,现在已经有近30%的设备无法正常运行,起不到无功补偿的作用,无法满足电能用户功率因数达到0.95以上的要求。

含有可控串联补偿电容的电力系统次同步谐振研究

根据采用复数力矩系数法分析次同步振荡的要求 ,在分析TCSC的物理特性的基础上 ,建立了可控串联补偿电容(TCSC)的数学模型 ,推导出适用于复数力矩系数法的TCSC的复频域等效端口导纳矩阵 ,在此基础上可方便地利用复频域扫描法分析TCSC对电力系统次同步谐振的影响。对 1个 2机 5节点系统用所提方法进行了次同步谐振分析 ,同时进行了全时域数字仿真 ,数字仿真结果验证了所提方法的有效性。

基于Levenberg-Marquardt算法和广义S–变换的无绝缘轨道电路补偿电容的故障检测

本文利用传输线理论分析了无绝缘轨道电路补偿电容故障对轨道电路短路电流幅度包络的影响,提出了短路电流幅度包络的回归模型,并利用Levenberg-Marquardt(L-M)算法验证了该模型的正确性和适用性.根据机车信号的工作原理,将对短路电流幅度包络的检测转换为对机车信号感应电压幅度包络的检测.在利用L-M算法进行分段指数拟合以去除信号的衰减趋势的基础上,通过广义S变换(GST)得到信号的瞬时频率变化,最终根据短路电流幅度包络的回归模型,对瞬时频率变化结果进行判决,得到发生故障电容的具体位置.实验表明,GST具有较高的时–频分辨率,可以此对故障电容进行准确定位.由于该方法的检测数据全部来自于机车信号的日常运用,使得利用本文方法可大大缩短补偿电容的检测间隔时间,在很大程度上克服了目前检测方法在检测的及时性、成本和影响铁路运输等方面的不足.

变压器直流偏磁对无功补偿电容器的影响

针对变压器发生直流偏磁时无功补偿电容器电流谐波过大的现象,基于Jiles-Atherton模型,在MAT-LAB平台下,建立了变压器直流偏磁仿真模型,仿真结果与实测数据符合很好。计算了不同直流偏磁电流条件下的电容器谐波电流,结果表明各次谐波随直流电流增加而近似呈线性增加,各电容器组之间发生4次谐波放大现象,容易造成电容器电流总有效值过大。通过增大串联电抗值来增加串联电抗率,可以避免4次谐波放大,增强无功补偿电容器组的直流偏磁承受能力。

基于HHT、DBWT的无绝缘轨道电路补偿电容故障诊断

通过基于传输线理论的无绝缘轨道电路分路状态仿真模型,分析补偿电容断线故障对轨道短路电流的影响规律,利用机车信号感应电压包络与轨道电路短路电流的关系,提出基于机车信号记录信息的补偿电容故障诊断方法。该方法采用B样条离散二进小波变换对机车信号所记录的感应电压幅度包络信号进行降噪,再通过对Hilbert-Huang变换的改进,计算各IMF分量经逐级累加后的相位信息,最后利用相位卷绕,根据相位信息中突变点的分布变化和补偿电容状态的对应关系,实现对补偿电容的故障诊断。实验表明,该方法适应性较强,受轨道电路长度和道砟电阻等轨道参数影响很小,能够准确检测出轨道电路单一补偿电容的故障位置,并且由于该方法的分析数据直接来自于机车信号自身的记录器,不需要额外增加硬件和单独安排运行交路,因此能够降低检测成本和满足对检测及时性等方面的要求。

基于PSO考虑谐波影响的补偿电容器优化配置

配电网合理的电容器配置不仅可以有效改善电网的电压水平,降低系统的有功网损,而且能够避免谐波谐振或电流放大。该文在建立电容器优化配置问题的非线性整数规划模型时,考虑了电压谐波畸变率约束条件,以保证优化方案下的各节点电压总谐波畸变率控制在规定限值以内。文中应用了一种简单有效、且收敛性很好的演化计算算法——微粒群优化算法(PSO)进行问题的求解。从编码方式、操作过程、目标函数选取、参数调节以及信息共享机制等五个方面分析了该算法的优越性,并给出了用于电容器优化配置问题中算法的具体求解步骤。对2个不同规模的IEEE测试系统的优化计算表明,微粒群算法可以很好地获得电容器优化配置问题的全局最优解。

基于DSP的无功补偿电容器组同步投切装置

针对现有的10 kV无功补偿电容器组投切时产生的开关暂态过程危害,提出了一种基于DSP和自适应控制的无功补偿电容器组同步投切控制系统。它采用数字信号处理器(DSP)TMS320F206和6通道同时采样芯片ADS7864,实时测量系统有功和无功功率,提取电压信号的零点;采用自适应算法控制断路器在电压零点投入电容器组,在电流零点切除补偿电容器组,以降低投切电容器组时产生的过电压和涌流。实际测试表明,该方案具有可靠性高、运行稳定等优点,还能与现代变电站综合自动化、调度自动化系统相配合,实现变电站无功控制。

基于分层免疫机制的无绝缘轨道电路补偿电容故障诊断系统

本文基于轨道电路及其读取器间的信息传输模型,借鉴生物免疫机制,提出基于分层免疫的轨道电路补偿电容故障诊断方法。在特征提取层,通过分段线性拟合,对常见故障下的仿真数据和实际数据进行特征提取,以形成"抗体"和"抗原",并构建相应的"抗体库";在细胞免疫层,基于"抗体库"对"抗原"进行"自己/非己"的识别,实现对常见故障的诊断和监测;在体液免疫层,针对非常见的组合故障,利用克隆选择算法获得与"抗原"具有高亲和力的"抗体",以此实现相应故障识别。实验表明:本算法可实现对补偿电容的状态检测、常见故障与组合故障诊断等多层面操作,并可提高对复杂故障的二次反应速度,具有较高的适应性、灵活性和准确率。

基于相空间重构的无绝缘轨道电路补偿电容故障检测方法

补偿电容失效是无绝缘轨道电路中的常见故障,严重影响列车的正常运行和铁路的运输效率。本文基于轨道电路分路状态模型,分析补偿电容不同故障情形对分路电流的影响规律,在此基础上利用相空间重构技术,对一维分路电流包络信号序列进行重构操作,获取反映系统状态特性的伪相图,从中提取补偿电容的故障特征,从而实现补偿电容故障的检测。实验结果表明:该方法不仅能准确检测补偿电容断线和被击穿等严重故障,对连接松动和容值下降等性能不佳的情形也有很好的检测效果,且实现简单、时效性强,符合铁路部门提出的预防性维修理念。

并联补偿电容对限流器运行影响的仿真研究

当发生短路故障时,限流器通过插入等效限流电抗来限制短路电流。此等效限流电抗主要是感性的,因此与系统中的容性负载作用可能发生谐振,产生不利影响。对感性负荷带并联补偿电容的情况下,新型桥式固态限流器(不带旁路电感和带旁路电感)采用预触发与不采用预触发时的运行工况及是否会产生谐振进行了理论分析与比较,并通过系统仿真对分析结果进行了验证。

用改进的Tabu搜索方法优化补偿电容器分档投切的研究

对基本的 Tabu搜索方法进行了改进 ,将“改进遗传算法”中的优化编码技术引入 Tabu搜索方法 ,并在此基础上引入动态管理退出迭代判定条件、动态管理 Tabu表深度和动态管理邻域搜索规模等 ,用以处理补偿电容器分档投切的组合优化问题 。

无功补偿电容器常见故障分析与预防

电力电容器作为一种重要的无功补偿设备,负责向电网提供无功支撑,改善电压质量,降低电网损耗,但受设备自身产品质量、参数配置、运行环境等诸多因素的影响,电容器故障频发,严重影响电网的安全经济运行。本文结合电容器组实际运行工况,系统阐述了各类故障的表现形态及形成机理,其中电容器设备本体及辅件质量差、谐波、运行过电压以及安装配置不合理等是导致电容器组故障的主要因素,文中最后给出了相应的预防措施。

串联补偿电容器短路冲击试验仿真分析

目前串联补偿设备中串联电容器运行不够稳定,故障频发。根据并联电容器试验标准,以往进行的试验项目主要包括局部放电试验、介损试验及交流耐压试验,但是这些试验不能全面地反映电容器的质量情况。为考核串联补偿电容器的过负荷承受能力,需模拟线路短路故障时电容器上的短时过电压工况。为此,在分析多种方案的基础上,确定采用并联谐振储能试验回路的试验方案。通过仿真确定试验回路中各种参数对试验结果的影响,并提出最优的参数配置方案,为下一步进行具体实际的串联补偿电容器短路冲击试验提供指导意见。

基于CEEMD特征提取的无绝缘轨道电路补偿电容故障诊断

利用电路网络理论和传输线理论构建ZPW-2000A轨道电路传输模型,仿真并分析了补偿电容故障对轨面电压的影响,提出基于互补的总体经验模式分解(CEEMD)特征提取的补偿电容故障诊断方法;实验结果表明,相比于传统经验模式分解(EMD)和总体经验模式分解(EEMD),基于CEEMD特征提取的补偿电容故障诊断方法可以有效地克服EMD方法引起的模态混叠和能量泄露现象,减少EEMD方法在信号重构过程中的白噪声残留,为补偿电容的故障诊断提供了一种快速准确的方法,为保证信号传输质量提供了参考依据。

基于TCR监测数据的JTC补偿电容容值估计方法

本文基于TCR远程监测系统,利用相应的感应电压幅值包络模型,在分析补偿电容不同容值对感应电压幅值包络影响规律的基础上,建立补偿电容容值与感应电压幅值包络间的映射关系,以此实现补偿电容容值的在线估计。实验表明,本文所提方法能够对补偿电容的容值进行准确估计,且具有计算速度快、鲁棒性强等优点,对分路电阻和道砟电阻的波动不敏感。

UM71轨道电路补偿电容在线测试系统的实现

针对UM71轨道电路的特点,提出了一种在线测试其补偿电容的方法。并基于单片机设计了一个补偿电容在线测试系统,在现场测试中取得了较好的效果,有一定的实用价值。

补偿电容器串联电抗对无源LC滤波器性能的影响

并联电容器组是目前电网中普遍用来补偿无功的装置 ,而无源滤波器通常用来吸收谐波源产生的谐波电流 ,并兼顾无功补偿。文中以工程实例为依据 ,用电力系统谐波计算程序 CHP对补偿电容器组串联电抗对无源滤波器性能的影响进行了分析计算。结果表明 ,无源滤波器与补偿电容器组并联运行情况下 。