基于在线诊断装置的配网系统变压器故障监测研究

本研究针对配网系统中变压器故障难以实时监测和早期预警的问题,提出了一种基于在线诊断装置的创新监测方法。该方法通过引入基于振动和温度传感器的在线诊断装置,对变压器的运行状态进行实时监测和数据采集,并结合改进的支持向量机(SVM)算法与主成分分析(PCA)技术,对采集的数据进行特征提取和异常检测,从而实现对变压器故障的早期预警与诊断。实验结果表明,该方法能有效提升变压器故障检测的准确性,降低误报率,为配网系统的安全运行提供了强有力的技术保障。

海水二次循环冷却设备腐蚀故障在线诊断研究

为了在短时间内完成对二次循环设备腐蚀故障的精准诊断,提出海水二次循环冷却设备腐蚀故障在线诊断方法。根据冷却设备循环机组的工作参数,构建腐蚀故障出现前的设备正常运行状态函数。结合腐蚀故障产生因素及环境条件设置约束条件,确定冷却设备腐蚀故障位置影响因子。计算每个故障位置的判定系数,以在线确定故障位置。横向对比冷却设备管道中不同位置节点力学数据,并校验分析故障位置判定系数,以获取冷却设备腐蚀故障位置判定系数指标量。创新性地最大化短期记忆网络的池化层,并依据故障位置判定系数及指标量,求解腐蚀故障实际触发值和整定值,以实现设备腐蚀故障的在线诊断。测试结果表明,所提方法的诊断准确率均在97%以上。该方法具有见效快、用时短、诊断准、效果稳的特点,能够应对当前大部分海水二次循环冷却设备腐蚀故障的在线诊断任务。

基于云模型的超声流量计状态在线诊断技术研究

基于文献调研和计量原理,从声速特性、信号特性和流动特性等三个方面建立超声流量计状态评价指标体系,采用云模型获取单一指标在不同状态等级下的隶属度,并通过组合权重加权获取综合隶属度,进而实现流量计状态等级的实时评估。结果表明,柔和系数法调和了主、客观权重结果,声速偏差、剖面系数和最大声速差对超声流量计状态的影响较大,扰动值和信号质量的影响较小;该模型可有效区分流量计的不同状态等级,与声速核查法相比,预警时间大幅提前。研究结果可为流量计的早期诊断和预防性维修提供理论参考。

风力发电机组故障在线诊断与预测技术探究

作为可再生、清洁型能源,风力发电逐渐成为主流供电方式后,还需要对相关机组的日常运行情况展开深层分析,确保机组能够稳定运行,尽可能地规避故障问题,确保风力发电的安全性、稳定性。本文从在线诊断和故障预测两个方面入手,结合实际案例,深入分析风力发电机组的诊断预测方式方法,以求完善故障处理、故障规避工作模式,进一步提高风力机组运行的稳定性,促进风力发电行业得到可持续发展。

GIS柜氧化锌避雷器状态在线诊断方法

牵引变电所可以采用高压开关柜集中布置方式,以节约空间和减少维护工作量,避雷器作为重要的安全保护设备,与其他一次设备集中布置安装组成GIS柜。根据铁路规则要求,避雷器应周期进行试验,以保证其状态正常,但由于其运行工况和安装特点,不具备完成此项内容的条件。因此提出避雷器多通道同步在线检测方案,采集运行电压下的泄漏电流,利用硬件和软件尽可能消除运行条件下的谐波影响,然后进行傅立叶函数变换得到各频次的阻性电流和容性电流,并对结果进行分析,可以得出运行条件下的避雷器定性和定量的状态结果,解决了高速铁路GIS柜避雷器长期失检失修问题。

智能牵引变电所交流二次回路在线诊断系统研究

智能牵引变电所交流二次回路如果发生异常,将会对相关的继电保护功能造成重大影响,进而波及牵引供电系统的安全与可靠运行。为解决目前交流二次回路主要依赖事后维修的状况、提高运维水平,对其在线诊断系统进行了研究,分析了诊断内容及实现算法,并为某牵引变电所设计研发了一套在线诊断系统,取得了理想的应用效果。

复杂工况下的永磁同步电机典型绕组故障在线诊断

绕组故障作为永磁同步电机常见的故障之一,严重影响电机正常运行。但由于电机运行工况复杂,故障特征波动严重,基于故障特征的诊断精度较低。为提高复杂工况下绕组故障的诊断精度,该文提出一种复杂工况下基于控制器信号的在线诊断方法。首先,对典型绕组故障进行故障机理分析,并通过基于自适应随机窗的快速傅里叶变换(FFT),提取控制器信号的相应故障特征;其次,通过研究单一工况和复杂工况下的各故障特征分布,揭示部分故障特征会在低转速工况下失效;再次,定义了复杂工况下故障特征性能指标,用于筛选故障特征;最后,在人工神经网络的基础上,提出了深度优化人工神经网络,引入批量归一化(BN)算法,并对深度网络结构残差化,提高网络泛化能力和诊断准确性。实验结果表明,通过计算故障特征性能指标,能够在诊断前对故障特征进行有效筛选,且深度优化人工神经网络的诊断准确性高、泛化能力强,在复杂工况下能够实现电机典型绕组故障的精确在线诊断。

基于瞬时功率信号频谱分析的鼠笼式异步电动机转子故障在线诊断方法

该文介绍了一种基于瞬时功率频谱分析的鼠笼式异步电动机转子故障监测与诊断方法。采集定子某两个端子之间的线电压和对应的线电流,由二者的乘积即可构成瞬时功率信号。理论分析表明,与常见的基于定子线电流频谱分析方法相比,使用瞬时功率信号能避免基波电流对故障特征成分的影响,更好地突出故障特征,分离复合故障。这些都有益于对故障程度的量化,和诊断规则的建立。通过对样机进行断条和偏心故障设置,多种故障情况下的实验结果也证实了上述结论。

基于表面温度场的电缆线芯温度在线诊断研究

线芯温度是电缆的一个重要参数，当电缆过负荷时，其线芯温度高于允许温度，使电缆绝缘加速老化，甚至造成绝缘介质热击穿。文中提出了一种基于电缆表面温度场的对电缆线芯温度进行在线诊断的方法。该方法采用红外热象仪拍摄电缆的表面热图象，可根据电缆的表面温度、结构参数、物性参数和环境温度，通过建立传热数学模型，对电缆的线芯温度进行反演计算，并与其允许温度进行比较，实现了电缆线芯温度的非接触、在线诊断。

短路冲击下变压器绕组状态在线诊断

在线实时检测变压器绕组状态,对保障变压器正常运行尤为重要。绕组的振动信号能反映出绕组的状态,而这些信号能通过布置在变压器箱体上的加速度传感器测量到。通过对某大型变压器短路冲击实验的在线实时检测,利用振动烈度和基于时频分析的方法对变压器绕组的振动信号进行分析。研究表明,与常规电抗法检测相比较,用时频分析方法能更明确反映出变压器绕组的故障特征。

光纤纵联保护通道故障在线诊断方法

在分析现有光纤纵联保护装置通信方式和通道故障诊断方法的基础上,通过在光纤纵联保护装置及通信接口装置内实现完善的物理链路和通信状态监测的方法。在不需要插拔光纤、电缆或增加冗余监测设备的情况下,即可实现光纤纵联保护和通信设备的通道状态的在线诊断。能实时显示光纤通道收发功率、误码情况等运行信息。在通道发生故障时,运行和维护人员通过查看保护装置和后台的实时状态报告,即可准确地定位通道故障点和故障原因。同时通过设置通道状态的预警值,能及早发现并解决由于通道故障问题带来的光纤纵联保护安全运行隐患。

真空灭弧室内部气体压力的在线诊断系统

考虑到工频电场变化和电晕导致的高频电场变化两种情况,对运行中真空灭弧室的内部气体压力变化进行了在线诊断。各探测点与主机之间用光纤网络连接,巡回检测。采用高速数值采集和软件数字信号处理以提高准确度。电场信号采集部分和信号传输部分采用电气隔离,可耐受系统工频电压和过电压。

柴油机低温起动工况的传感器在线诊断

应用径向基函数网络(RBFNN)和正交最小二乘算法(OLS),提出了一套针对柴油机低温起动的传感器在线故障诊断策略。以传感器采样值作为RBFNN的输入,传感器故障作为输出,进行了柴油机低温起动的传感器在线故障诊断训练与学习。利用RBFNN诊断策略,进行了柴油机低温起动的电流传感器、电压传感器和转速传感器的硬故障(短路、断路、值不变)和软故障(线性度、灵敏度、重复性等误差)的在线诊断试验。结果表明:传感器硬故障的诊断率达到95.6%;最大线性度误差为0.5%,最大灵敏度误差为0.8%,最大重复性误差为0.1%,满足国排放的OBD管理标准。

大型汽轮发电机转子匝间短路故障在线诊断方法

分析汽轮发电机转子匝间短路故障后其振动与励磁电流的关系,从理论上证明了发电机转子发生匝间短路故障后,转子的异常振动与励磁电流之间必然存在正相关的关系。依据此特征,可在不干扰发电机正常运行的情况下,仅通过分析发电厂分布式控制系统(DCS)中现有的转子振动与励磁电流的关系曲线,就可对发电机转子进行匝间短路故障的在线诊断。该诊断方法简化了转子匝间短路故障的分析与诊断,并使得用户可自行判断转子是否存在匝间短路故障。

PMSM驱动系统位置传感器故障在线诊断与自适应容错控制

针对以旋转变压器为位置传感器的电动汽车永磁同步电机(PMSM)驱动系统,重点开展旋转变压器正交不完善和幅值不平衡位置传感器故障在线诊断与自适应容错控制研究。首先分析旋转变压器幅值不平衡与正交不完善故障所导致的位置偏差及在d、q轴定子电流中所呈现的故障特征,提出基于定子q轴电流故障特征的有效提取,通过故障模式定位、识别和故障程度评估实现位置传感器故障的在线诊断,巧妙地回避逆变器死区效应引起的q轴电流脉动对位置传感器故障诊断精度的影响,再基于获取的位置偏差实现自适应容错控制。最后,通过系统建模与仿真研究、系统实验测试证实所提出的位置传感器故障在线诊断与自适应故障容错策略的合理有效性。

基于短路电抗法的配电变压器绕组变形在线诊断

针对配电变压器在短路电流冲击中会产生绕组变形,提出一种配电变压器绕组变形在线诊断的方法。变压器绕组变形导致变压器的短路电抗变化,通过测量短路电抗的变化量来诊断配电变压器的变形程度。通过分析变压器等效电路模型建立配电变压器短路电抗与其一、二次侧电压和电流的关系,试验采集配电变压器的电压和电流信号,计算变压器的短路电抗,进行变压器绕组变形的在线诊断。试验结果显示配电变压器绕组变形诊断系统的有效性和准确性。

基于改进谱分析法的大功率可控整流电路故障在线诊断系统

该文研究了一种便于在实时系统中实现的可控整流电路故障诊断方法。论文将 3 只以内的晶闸管故障按整流波形的畸变规律分为 11 类,115 种故障元。选择 4 个特殊“面积”表达式描述电压波形,并建立了以此为基础的 12 维故障模式向量。通过对模式向量的逻辑处理,将其转化为由常数构成的 12 维简单时间序列向量。对新的模式向量进行DFT 处理,得出了以三维特征向量表达的诊断定位算法,改进了现有的谱分析故障诊断方法。最后在研制的 DSP 实时诊断系统上实验。结果表明该方法能快速准确地诊断出各种故障。

公共建筑能耗监测平台数据缺陷辨识方法和在线诊断研究

数据问题多、发现和处理不及时是目前公共机构能耗监测平台普遍存在的问题,在对公共机构能耗监测平台常见的数据缺陷和问题进行研究的基础上,按照数据缺陷的不同程度,对数据缺陷进行了模糊归类,并对不同数据问题进行数学模型抽象,并结合不同数据属性,提出了一套简单数据纠错数学方法。以某实际办公建筑能耗监测平台为基础,在数据库层面,应用该数据纠错和辨识算法对能耗监测平台出现的数据问题及时响应并在线缺陷辨识。该方法能够快速对数据问题进行响应和辨识,有效避免能耗监测平台因数据问题带来的不同程度的后果。

电力变压器热故障的在线诊断技术

提出了基于变压器表面的红外热图像对变压器热故障进行在线诊断的方法。利用红外热像仪实时拍摄变压器表面的热图像,建立其温度分布场。根据变压器的表面温度、内部结构参数、物理特性参数和环境温度,建立其传热模型,对变压器内部铁芯故障点温度进行反演计算,通过与离线DGA诊断结果进行比较,证明了该方法的可行性,实现了变压器热故障的非接触、在线诊断。

电力电缆在线诊断技术研究现状

叙述了电力电缆在线诊断技术的研究现状,根据充油电缆或交联聚乙烯电缆、电缆主绝缘、电缆接头及电压等级等不同,电力电缆绝缘老化的诊断技术可分为多种,其中,在线诊断技术不需电缆线路停运即可对电缆进行老化诊断,能真实反映电缆在运行电压下的工况。提出了电力电缆在线诊断技术未来的研究方向。