基于专家知识与监测数据联合驱动的高压开关柜状态评估

高压开关柜(HVS)作为电力系统的关键设备,对其工作状况进行有效评估可以保障电力系统的安全稳定运行。在工程实践中,由于高压开关柜长期服役于潮湿、高温等恶劣环境下,不可避免的传感器失效或人为因素会导致其设备状态数据存在随机缺失的现象,从而破坏了数据的完整性和可用性,使得对数据质量要求较高的数据驱动方法难以直接用于解决高压开关柜状态评估的问题。为了解决上述问题,研究了一种基于专家知识和监测数据联合驱动的高压开关柜状态评估方法。首先,对高压开关柜系统的内部构成进行了深入分析,并根据区域中设备的功能不同将其分为电缆室、母线室和断路器室三大区域。其次,进一步分析了系统状态、各区域状态及其关键部件状态两两之间的因果关系,从而建立了适用于高压开关柜状态评估的三层贝叶斯网络(BN)拓扑结构。然后,引入专家领域知识设计了适用于高压开关柜系统的3种约束罚函数,并通过求解带有约束的优化问题,改善了不完整数据集下的贝叶斯网络参数估计性能,进而实现了对高压开关柜系统状态的精确评估。最后,在自主设计的10 kV高压开关柜样机上开展了对比验证实验,结果表明,相比于支持向量机(SVM)方法和反向传播(BP)神经网络方法,本文所提方法在状态评估精度上更具优势。

港口高压开关柜局部放电信号自适应小波去噪方法

为了有效抑制港口高压开关柜局部放电实测信号中存在的白噪声,文中提出一种基于小波的自适应阈值去噪算法。首先对小波阈值去噪算法中的阈值选取及阈值函数进行优化,通过添加变量增加算法的适用性和灵活性,并使用改进后的粒子群算法(SPSO)对添加的变量进行最优值求解从而实现小波分解层数、小波阈值和阈值函数的自适应选取;其次对仿真信号与实测信号进行去噪。结果表明:与传统软、硬阈值函数去噪相比,使用文中所提算法去噪后的信号信噪比分别提高了5.31 dB和2.38 dB。由去噪后信号的时域图可以看出,与其他几种算法相比本文提出的算法不仅去噪效果良好,还能极大地保留信号中的有效成分。

高压开关柜故障起火自动灭火装置优化设计研究

近年来发生了多起高压开关柜火灾事故,传统开关柜灭火通过人工方式灭火,存在灭火效率低、人员风险大等问题。现有开关柜自动灭火装置研究存在引入电场畸变、启动阈值不清及灭火剂选择不当等问题。为解决上述问题,文中开展了高压开关柜故障起火自动灭火系统研究。优化设计了了灭火剂喷头结构,降低了最大场强,避免了绝缘击穿风险。进行了真型开关柜火灾模拟试验,基于试验过程中温度场分布确定了灭火装置启动阈值。探索了灭火剂类型与用量,确定了合理的高压开关柜灭火剂设置方案。建立了完整的高压开关柜自动灭火系统,试验结果表明文中所提出灭火系统快速有效。

不同着火位置对高压开关柜火灾影响的数值研究

基于流体动力学计算软件文中研究了不同着火位置对高压开关柜火灾的影响,分析了柜内温度场、无量纲温度因子、烟气分布及总热释放率火灾特征参量。计算结果表明,手车室发生火灾时最高温度低于电缆室或母线室最高温度,且不同着火位置下顶壁或侧壁无量纲温度因子差异明显,可用来进行早期火灾安全预警的诊断手段。烟气场和总热释放速率分布表明,电缆室和手车室着火时,其烟气可充满整个高压开关柜柜体,而母线室着火时烟气仅充满整个母线舱室。另外,电缆室火灾具有较大的总热释放率,因其相邻手车室可燃构件也被引燃进而释放更多的热量。通过文中的研究结果,可进一步认识和了解高压开关柜火灾蔓延发展趋势,也可为高压开关柜的早期安全预警提供技术和理论支撑。

一种级联式高压开关柜局部放电定位方法

针对高压开关柜局部放电定位技术存在误差大、效率低、难以实现定位到柜的问题,文中基于开关柜中局部放电TEV信号进行了定位技术研究,提出了TEV传感器级联式定位方法。通过分布式传感器有线级联的方式、双母线分时比较方法与TEV传感器状态开关切换策略,使单个双通道采集卡能对多面开关柜上的TEV传感器信号脉冲进行采集比较,从而快速、高效、准确地在成排高压开关柜中定位出局部放电源所在的开关柜。基于该方法设计了高压开关柜局部放电级联式定位系统,采用总线级联式的模块化设计,不需增加高速采集通道数量即可满足任意扩展TEV检测节点数量的需求,最大化地减少了系统成本。通过搭建验证平台验证了该定位方法的定位效果,证明了级联式定位系统的工作有效性,实现了局部放电定位到柜的目的。

新型变电站高压开关柜漏电火灾在线监测算法

新型变电站高压开关柜漏电火灾在线监测算法在监测的过程中存在漏电数据收集失误现象,火灾信息评估的完整程度较低,在监测的同时需调整算法机制,导致预警不及时,监测的精度较低。针对该问题,对新型变电站高压开关柜漏电火灾进行在线监测,首先针对开关柜漏电情况收集漏电数据,根据剩余电流判断漏电信息,及时捕捉精准的漏电区域数据,利用D-S证据理论融合算法对获取的漏电数据发生火灾的情况进行在线监测,构建识别框架并提取相似函数,判断达到火灾时的温度阈值,完成整体监测研究。根据分析的结果可知,该在线监测方法具有较强的监测及预警精度,在相同的条件下,火灾信号温度采集差值为1℃,系统整体虚警率为0.001%,剩余电流为310 mA,能够有效监测漏电信息及火灾发生情况,表明该方法具有较强的监测能力。

高压开关柜智能检修机器人关键技术研究

通过调研国内外电力机器人研究现状及发展趋势,以实现电网变电站中高压开关柜的无人化检修功能为目标,研发了一套集运维、试验、应急于一体的智能检修机器人。首先分析了高压开关柜例行检修的作业特征,其次研究了智能检修机器人开发的关键技术,设计了机器人的功能架构、机械结构和智能云管理系统,最后以手车式断路器检修为典型案例,介绍了机器人检修的具体工作模型及执行步骤。

高压开关柜运检机器人的断路器检修平台开发

以配电室内运检机器人对高压开关柜的运维巡查、维修处置为基础动作模型,开发了适配机器人的断路器检修平台,分析了检修平台对断路器的运检作业流程,建立了拟人动作仿生分解模型,对组成平台的承载模块、三维微调模块、推拉模块和机械手模块的工作特征进行了技术要素分析和功能结构设计。

基于Spring Boot的高压开关柜远程监控系统的设计

针对现代工业生产对产品信息传递的方便性,以及远程控制装置与计算机技术有机融合的需求,分析了技术选型和应具备的功能,设计了系统的结构和功能单元,开发了一套基于Spring Boot和Vue框架的高压开关柜远程监控系统。该系统可以实现生产信息的实时监测,具备各项生产数据的查询、汇总和分析功能,系统界面友好,整体逻辑清晰,操作简单。

选煤厂高压开关柜智能监测系统的设计

针对选煤厂高压开关柜监测手段实时性差、监测参数单一、测量精度低等问题,提出了一种基于CAN总线通信、多传感器融合检测的选煤厂高压开关柜智能监测系统设计方案。系统采用现场分布式传感器实时采集高压开关柜开关触头温度、断路器真空度及振动量、分合闸速度等重要参数,通过CAN总线通信网络传输数据,有效实现高压开关柜的全方位远程在线监测,实时掌握开关柜运行状态。

高压开关柜内异形母线伸缩节的研制

分析了造成10kV高压开关柜内电缆接头产生应力的原因,对研制异形母线伸缩节的设计思路进行了阐述,详细介绍了异形母线伸缩节的研制过程,用此异形母线伸缩节可以有效克服电缆接头的应力,对防止开关柜事故隐患提供了解决办法。

高压开关柜用介电功能梯度绝缘隔板电场调控特性分析

针对高压开关柜中绝缘隔板电场分布不均匀、局部电场畸变严重容易导致绝缘故障的问题,将介电功能梯度材料引入到绝缘隔板的制备中,提出了内部绝缘结构优化和表面绝缘结构优化两种优化方案。通过改变材料的介电常数上限、绝缘隔板厚度以及表面涂层厚度等参数进行电场、温度场仿真计算,对比分析其对电场分布优化效果的影响,最后对两种优化方案进行了仿真及介质损耗特性试验对比。结果表明:相较于传统的匀质绝缘隔板,在不考虑开关柜内部运行环境因素影响的条件下,改变内部绝缘结构和增加表面涂层都可以使沿面最大场强降低。当绝缘隔板厚度增加到12 mm时电场优化效果最优,沿面最大场强可降低69.8%;当表面涂层厚度为1 mm时电场优化效果最优,沿面最大场强可降低62.9%。通过仿真及试验对比证明,内部绝缘结构优化的隔板电场调控效果及绝缘性能更优。

基于单片机的10kV高压开关柜智能操控系统设计

针对现有的操控系统响应时间长、CPU使用程度高的问题,提出基于单片机的10kV高压开关柜智能操控系统设计。在智能操控系统硬件设计方面,以TE215G为核心,基于不同类型的传感器采集的数据实现控制;在智能操控系统软件设计方面,利用CNN卷积网络算法对高压开关柜信号时频谱图进行识别,获得不同位置的温升数据特征,然后添加传感器获取温度信息,建立温升状态预测模型,运用蝙蝠优化算法寻找GRNN的X因子最优解,判断温度与阈值的大小,进而实现10kV高压开关柜智能操控。测试结果表明,经过20次测试系统的响应时间均在5s以内,CPU使用率均在42%以内,符合预期目标,设计系统的应用效果良好。

煤矿10 kV高压开关柜智能监测系统设计与应用

针对煤矿10 kV高压开关柜监测系统功能单一、采集精度低、实时性差等问题,设计了一套基于CAN总线的高压开关柜智能监测系统。系统采用多种智能传感器对高压开关柜核心设备的温度、振动、绝缘等参数进行分布式监测,通过远程监控平台进行远程集中监测预警,有效实现对煤矿高压开关柜全方位状态监测,提高设备运行可靠性。

10 kV新型高压开关柜设计研究

为了解决传统高压开关柜在运行过程中出现的安全问题,利用数值模拟结合理论分析相结合的方式进行优化设计,首先对开关柜存在问题进行分析,从而给出了一种新型高压开关柜,给出了起内部结构设计及接线方式优化,同时利用数值模拟软件进行分析,确认了设计的高压开关柜的可行性,有效解决了起运行高温的问题,实现了“检修不停电、故障少停电、负荷可调配、运维智能化”的设计理念。

高压开关柜内局部放电事故分析

针对高压开关柜内局部放电事故,结合局部放电的三维声纹监测技术、三维紫外建模技术等多种局部放电带电检测技术,对相关检测数据进行数据融合与设备运行状态监测结果分析。结果表明,该技术能提高检测精度和设备安全性,为高压开关柜检修提供重要参数和依据,为运行中的开关柜局部带电检测提供参考。

10 kV高压开关柜DSN型户内电磁锁安全特性改进及应用

针对DSN型户内电磁锁在10 kV高压开关柜防误操作中存在的安全漏洞进行研究。通过分析DSN型户内电磁锁的工作原理和安全性能,发现使用机械钥匙操作时DSN型户内电磁锁缺乏电气联锁功能,存在一定的安全隐患。为增强DSN型户内电磁锁的安全性和可靠性,在保留其原有功能的前提下,通过完善电磁锁内部联动机构并引入断路器合闸位置信号,实现了在断路器带电状态下误用机械钥匙解锁操作时的电气联锁功能。实验结果表明,改进后的DSN型户内电磁锁具备有效的安全防护功能,为电气设备安全运行提供保障。

高压开关柜绝缘故障分析与处理

高压开关柜作为电力系统中的重要组成部分,其稳定运行对保障电网安全和可靠供电至关重要。然而,绝缘故障是高压开关柜中常见的问题,它不仅威胁到设备本身的安全运行,还会引发更广泛的电网故障,导致严重的经济损失和不良社会影响。因此,对高压开关柜绝缘故障的深入分析及有效处理,对于提高电力系统的稳定性和可靠性具有重大意义。本文将分析高压开关柜中绝缘故障的原因,探讨相应的故障处理方法,为电力行业提供参考和指导。

高压开关柜数字化防灾减灾技术革新和挑战

本文通过深入研究和探讨,发现高压开关柜在运行过程中存在的一些问题,并提出了数字化的防灾减灾方案。主要观点包括高压开关柜在自然灾害和设备故障的双重影响下容易发生事故,对电力系统稳定性和供电质量造成严重影响;数字化技术可以有效提高高压开关柜的防灾减灾能力,包括实时监测、故障预警、智能控制等方面;AI和数字孪生技术可以进一步优化高压开关柜的防灾减灾效果,提高设备的可靠性和安全性。随着科技的不断发展,高压开关柜数字化防灾减灾将会在未来几年内迎来新的发展。具体预测如下:更多的先进传感器和数据采集方法将被应用到高压开关柜的防灾减灾中,实现更精细化的监测和管理;AI和数据分析技术将更加成熟,能够更好地支持高压开关柜的防灾减灾决策,提高设备的自我修复和自我优化能力;数字孪生技术将得到更广泛的应用,能够实现高压开关柜的全生命周期管理和预测性维护,提高设备的可靠性和安全性。

基于光纤光栅的燃煤电厂高压开关柜内接头温度在线监测

随着燃煤电厂对安全运行要求的提高,高压开关柜内接头的温度监测成为确保电力系统稳定的关键。本文提出了一种基于光纤光栅(FBG)技术的在线监测方案,旨在实时监测高压开关柜内接头的温度状态。通过分析FBG传感器的高灵敏度和抗电磁干扰特性,设计了一套适用于高压环境的温度监测系统。该系统利用FBG传感器的反射波长与温度之间的关联,实现了对接头温度的精确测量。实验结果表明,该监测方案能够有效地检测到温度异常,及时预警潜在的故障风险。此外,系统的实时数据传输功能为电厂运行维护提供了便捷的监控手段。本研究为燃煤电厂高压设备的在线监测提供了一种新的技术途径,有助于提高电力系统的可靠性和安全性。