基于变尺度PCA的电力设备载流故障早期预警

针对载流故障的时域多样性,提出基于变尺度主成分分析(PCA)的载流故障早期预警方法。首先构造即时温度序列和多种时间尺度的平均温度序列,然后对各温度序列分别进行主成分分析以提取故障的早期特征,并采用K-means算法对异常温度点进行聚类分析以实现故障定位。实验结果表明,该方法能有效地进行载流故障诊断,并使故障的预警时间比常规的温度阈值法显著提前。

基于混合粒子滤波的电力设备载流故障预测

为有效预防设备载流故障,提高设备稳定运行能力和延长使用寿命,提出基于混合粒子滤波的滚动式电力设备载流故障趋势预测方法。首先,借助传热学理论,分析电力设备触点在载流故障状态下的温度变化,建立触点温升模型;然后,利用降维思想,根据温升模型给定参数估计方程,初始化温升模型参数。最后,基于在线更新的温度,利用粒子滤波修正模型参数,滚动式优化温度预测曲线,实现载流故障发展趋势的精确预测。基于某电站实际温度数据的验证表明,所提方法能够快速精准地预测载流故障的发展趋势,有效保护电力系统安全运行。

电力设备温升模型及其在载流故障预测的应用

针对电力设备载流故障与设备触点温度密切相关,研究建立触点温升模型以及提出一种基于模型的载流故障趋势预测方法。借助传热学理论,分析电力设备触点在载流故障状态下的温度变化情况,建立温升模型;并基于故障初期温度,利用最小二乘法对温升模型进行参数估计,从而实现载流故障发展趋势预测。最后基于某电站实际温度数据对上述方法进行验证,结果表明温升模型为一个指数型函数,可以准确地复制触点实际温升曲线,反映触点温度的变化过程;利用该模型能够在载流故障发展的初期阶段预测故障发展的整体趋势,计算量小且精度较高,预测均方根误差最小为2℃。

基于最小二乘支持向量机的载流故障趋势预测

提出基于最小二乘支持向量机(LS-SVM)的电力设备载流故障趋势的预测算法,并采用粒子群优化(PSO)算法对其参数进行优化。采用主元分析法(PCA)对各触点温度序列进行特征分析,在温度分布异常的情况下提取故障的早期特征;以此时刻为起点,采用PSO与最小二乘支持向量机相结合的方法,并结合实时更新的现场温度信息,对载流故障发展的短期趋势和长期趋势分别进行预测。基于实际运行数据的实验结果表明,将长期预测时间裕量大与短期预测精度高的优势相结合,可以对载流故障的发展趋势做出较为准确的预测。

电力设备载流故障智能预警系统的设计与实现

载流故障是电力设备故障的主要类别之一,表现为设备触点的温度将远高于正常值,后果是电缆爆炸、停电和企业停产等。针对传统监测系统仅根据温度阈值判断,预警时间较短,容易出现误判和漏判的问题,提出了一种智能诊断与预测的新方法,并以此设计开发了电力设备载流故障智能预警信息系统,详细介绍了该系统的原理、结构及功能。

多尺度混沌时间序列在载流故障预测中的应用

针对一类电力设备触点温度缓慢振荡上升的载流故障形态,提出了基于多尺度混沌时间序列预测的载流故障趋势预测方法。首先应用基于小波变换的噪声平滑算法对原始数据进行降噪处理,并利用降噪后的数据构造即时温度序列和多时间尺度的平均温度序列。通过将变步长的归一化最小均方误差算法应用于Volterra核函数的辨识中,提高核函数的辨识精度,从而获得更加准确的预测效果;采用上述改进后的Volterra自适应滤波算法对载流故障进行趋势预测。基于某电站实际运行数据的测试结果表明,所提方法能够在载流故障发生的初期阶段预测故障发展的整体趋势,计算量小且精度高,预测故障发生时间误差最小为1 min。

基于等效电阻分析的载流故障早期预警

为有效预防设备载流故障,提高设备稳定运行能力和延长使用寿命,在分析电力设备载流故障产生原因的基础上,提出了一种基于等效电阻分析的载流故障早期预警方法。首先根据传热学原理建立触头温度、电阻和负载之间的关系模型,并利用该模型计算出触头的等效电阻;然后根据触头间的负载关系,给出一种基于等效电阻比值分析的故障特征提取方法;基于实际运行数据的测试结果表明,该方法能够对故障触头的运行状况做出定量分析,实现对多种形式的载流故障的早期预警。

基于空间相关性分析的载流故障预警

针对温度快速上升与温度缓慢上升两类电力设备载流故障形态,提出了基于相关性分析与主元提取的载流故障检测方法。首先分析了触头在空间上的纵横关系,并基于电气规范提出了纵横对比的数据处理方法来消除负载影响;再通过主成分分析(PCA)法提取特征值;最后通过对特征值超阈值情况的分析来给出预警信号。测试结果表明,该方法能够有效地实现对多种载流故障的预警,并在对温度缓慢上升的故障实施预警时,预警时间显著提前。

电力设备载流连接板温升研究

针对电力设备载流故障与接触电阻、设备载流、外部环境温度及其结构尺寸之间的关系,研究建立了高压电气设备载流连接板温升故障的有限元计算方法,借助传热学理论,建立温升模型。并针对一起35 k V电流互感器载流连接板仿真发热故障进行了ANSYS计算分析,重点研究了载流连接板通过的电流大小、外部环境温度及连接板尺寸对其温度升高的影响。该分析结果可以用于对红外测温过程中电气设备电流型致热故障进行参考分析,并对实际设计中生产厂家选用高压电气设备一次电流连接板尺寸大小有一定的指导意义。

不同载流运行下冷绝缘高温超导电缆的温度场数值分析

针对冷绝缘高温超导电缆(Cold Dielectric High Temperature Superconducting cable,CD HTS cable)在不同载流下的运行稳定性,采用有限元数值分析方法对超导电缆内部温度场进行准确计算和分析。根据超导电缆内部各层传热特征,建立基于ANSYS的CD HTS电缆有限元模型,给出正常载流及故障载流下超导电缆温度场分析传热边界条件,计算得到不同载流情况下超导电缆本体温度分布变化规律,从而为其通流能力影响下的运行稳定性分析提供参考依据,对超导电缆的故障保护具有一定的指导意义。