基于粗糙集神经网络和振动信号的高压断路器机械故障诊断

为了准确检测出高压断路器的机械故障类型,该文提出一种基于本征模态边际谱能量与粗糙集神经网络相结合的高压断路器振动信号故障诊断方法。首先将断路器的振动信号经过经验模态分解(EMD),得到若干个本征模态函数(IMF),对各个IMF分量进行希尔伯特(Hilbert)变换得到Hilbert边际谱,求取Hilbert边际谱的二次方得到Hilbert边际谱能量作为特征向量。基于粗糙集理论对特征向量进行属性约简分析,从而建立简单明了的决策表,根据决策表规则建立径向基函数(RBF)神经网络故障模型。实验结果表明,该方法能有效对高压断路器的机械故障类型进行分类。

基于ELM和振动信号的高压断路器机械故障诊断

提出结合振动信号高频部分固有模态边际谱能量比例和振动信号总能量共同作为故障特征提取对象的信息融合诊断方法,以实现对高压断路器机械故障诊断的特征提取,并采用ELM极限学习机作为故障分类算法。实验分析表明,该方法能够有效地对真空断路器常见机械故障进行分类。

基于模糊RBF神经网络的高压断路器机构故障诊断

为了快速准确诊断高压断路器是否发生操作机构故障,文章提出了一种基于模糊RBF神经网络的高压断路器机构故障诊断方法。该方法首先分析高压断路器的分(合)闸线圈电流,提取时间和电流特征参数t1、t2、t3、t4、t5、I1、I2、I3,然后在RBF神经网络增加模糊化层,对特征参数进行相对模糊化运算,最后将模糊化后的特征参数输入到RBF神经网络进行故障识别、分类。该方法以ABBVD4高压断路器的88组实验数据为训练样本建立4种高压断路器操作机构的模糊RBF神经网络故障诊断模型,12组测试样本来验证其准确性,实验结果显示,模糊RBF神经网络高压断路器的故障诊断模型能够准确的诊断出故障类型,其准确率达到99%,具有良好的实用性。与基于模糊BP神经网络的故障诊断方法相比,该方法收敛速度快,训练时间短,均方差较小,为0.1073。

高压断路器合(分)闸线圈电流信号特征值提取方法研究

高压断路器合（分）闸线圈电流信号在故障识别、检测及诊断方面有重要意义,正确提取合（分）闸线圈电流信号特征值可为断路器的故障诊断提供依据。首先采用Db4小波基、分解层次为4及Rigrsure阈值策略对合（分）闸线圈电流信号去噪;然后结合小波分析与时域求极值点法对去噪后的电流信号进行特征值提取;最后以ABB VD4高压断路器合（分）闸线圈电流为样本,采用Matlab编程实现电流去噪及特征值提取。结果表明噪声滤除效果较好,并能有效提取线圈电流极值点及对应时间点,从而为后期的故障诊断奠定了基础。

基于神经网络预测控制的节能电梯能量管理

随着电梯的日益增多,电梯节能问题引起越来越多的关注。针对节能型电梯中超级电容的储能管理问题,提出一种基于神经网络预测控制策略的新方法来动态预测电梯运行中所需的能量。首先根据电梯当前停层、目的停层以及载荷信息,建立反向传播神经网络(BPNN)模型并通过样本训练确定各神经元的权值和偏置值,然后利用该模型在线预测电梯每个行程吸收或回馈的能量,据此调节超级电容的平衡电压实现提前储能/泄能,补偿电梯运行过程中所需的尖峰功率。此外,根据电梯载荷和行程信息动态调整超级电容的平衡电压,可以充分利用超级电容的能量存储空间,在某些行程下除了补偿尖峰功率,还能够补偿一部分额定功率,优化网侧整流器的功率容量。最后通过MATLAB/Simulink搭建的仿真平台和实验样机验证了本方法的可行性。

交直流混合有源配电系统保护方案研究

交直流混合有源配电系统的直流侧故障保护困难,现有的直流系统保护方法不能直接应用于交直流混合有源配电系统。分析交直流混合系统中配电网故障类型和各类故障的特点,针对混合配电网直流侧的故障特点,提出基于非单元保护的保护方案,并给出相应的保护判据与整定原则,该保护方案能在系统发生单极短路故障时,切除故障极,保证非故障极仍能单极运行;且能区分母线故障与馈线故障,有选择性地迅速检测和隔离故障,防止故障进一步延伸。PSCAD/EMTDC仿真分析表明:该保护方案能够快速地切除故障。

基于SOM的真空断路器机械故障诊断

给出了适用于小样本训练的自组织映射(SOM)网络的基本概念和突出特点,分析了真空断路器的机械特性与对应机械故障的关系。在此基础上,提出以真空断路器的机械特性作为训练与识别样本并基于SOM的真空断路器机械故障诊断方法。重点介绍了应用该方法进行断路器机械故障分类的全过程:通过提取正常与故障状态下断路器的机械特性并输入至SOM网络中进行故障区分。实验分析表明,该故障诊断方案可有效对真空断路器常见机械故障进行分类。

强电磁环境下电子变压器局放信号抗干扰研究

强电磁环境下,当前电子变压器局放信号抗干扰方法大都采用数字陷波器法,适应性和稳定性较差。为此,提出一种新的电子变压器局放信号抗干扰方法。首先构造电子变压器局放脉冲,分析压缩感知理论,由此提出电子变压器局放信号存在的问题,然后以能量输出最小化为原则设计滤波器,求解压缩域投影加权向量,利用自适应方法抵抗非期望信号(电磁信号与高斯白噪声信号的投影干扰),使投影滤波器输出的干扰最小,接近期望输出,实现抗干扰处理强电磁环境下电子变压器局放信号。实验结果表明,所提方法具有很高的抗干扰性能。

半桥LLC变换器谐振参数及ZVS失效分析

采用基波近似原理推导出LLC谐振变换器等效模型,深入分析半桥LLC工作状态。根据等效模型,重点研究了主要谐振参数对变换器直流增益的影响。通过仿真分析变换器零电压开通(ZVS)失效与负载和频率的关系,并对变换器各参数进行优化和限定最大输出功率,避免了ZVS失效。最后设计出150 W/48 V的变换器,仿真及实验均达到预期效果,进一步验证了该方法的正确性和可行性。

降低H/NPC变换器开关损耗的三段式SVPWM算法

针对七段式SVPWM在多电平变换器领域存在的开关序列设计不灵活、开关频率降低时输出电压谐波畸变严重的问题,给出一种适用于H桥/中点箝位(H/NPC)五电平变换器的三段式SVPWM算法,可有效避免严格的开关约束条件,能在降低开关损耗的同时,改善输出电压谐波性能。最后,基于H/NPC五电平变换器平台验证了该三段式SVPWM的有效性与可行性,并与常规七段式SVPWM进行了比较分析。

多阶段输电网络拥塞规避路由算法研究

为了提高多阶段输电网络性能,提出了一种基于蚁群算法的多阶段输电网络拥塞规避路由算法,采用IP模块中的LMH0034芯片对多阶段输电网络路由信号进行均衡处理,提高路由信号的抗噪能力,通过路由更新模块对接口状态机以及接口路由表产生影响,及时调整系统的路由状态信息,采用信息处理模块实现路由系统信息的塑造、传递、采集以及处理。软件设计过程中,引入蚁群算法实现了多阶段输电网络拥塞规避路由算法的改进,给出了多阶段输电网络拥塞规避路由算法的具体代码。仿真实验结果说明,拥塞规避路由算法可以提高多阶段输电网络的吞吐率,降低网络时延和丢包率,最终提升多阶段输电网络的数据传输性能。

采用荧光光纤检测局部放电的自适应阈值方法

针对光测法实际检测中光电器件噪声及阈值设定困难的问题,提出了一种自适应的阈值方法。根据放电信号与噪声信号的相位分布差异,对采样数据进行分组量化与多周期累加。在充分分析累加序列功率成分的基础上,采用自回归(AR)谱估计理论,计算累加序列的功率谱并提取信号功率、噪声功率及谐波基波比三项功率谱指标。基于三项功率谱指标定义了一种放电评价参数,该参数能够表征信号功率占放电总功率的加权比值。通过噪声功率的波动幅度完成自适应阈值的设定。实验结果表明,所提方法可以根据采样数据动态调整阈值,实现放电的自动检测,无需人工干预,检测灵敏度高。该研究对于电力设备故障初期的预警及长期在线监测具有重要的意义。

新型输电电缆动态增容系统设计与应用

针对输电在线监测系统中电缆温度监测的单一性问题,本文提出了一种基于集中运算的动态增容算法模型。通过将光纤测温与护层电流监测相结合,对实时导体温度与载流量,短时载流量和周期性载流量进行计算。该计算模型能实时分析电缆表面温度的分布数据,发现潜在异常点,实现故障早期预警,而且可动态计算电缆导体温度及允许电流,给输电部门提供电缆短时载流量负荷分析以及周期性载流量的特征分析结果。在确保电缆运行安全的前提下,可实现充分利用电缆输送能力的目标。

带金属法兰的110kV盆式绝缘子局部放电特性研究

在对大量的盆式绝缘子电气性能测试过程中,发现带有金属法兰的盆式绝缘子在正常测试条件下,局部放电测试存在不稳定的现象。文中通过三维有限元仿真分析同时结合验证性试验,从理论和实验上确认了该现象发生的根本原因在于外围金属法兰与环氧树脂浇注材料间的气隙宽度偏低,最终导致气隙发生局部放电。同时仿真结果表明:气隙宽度和环氧浇注材料的介电常数对气隙电场有较大影响,气隙宽度越小,相应气隙电场越大;介电常数越大,相应气隙电场越大。针对查找出的问题点,提出通过改变填料的比例份数来调节环氧树脂浇注材料的介电常数和气隙宽度,达到了优化气隙电场的目的,提高了产品的合格率。

基于改进导纳法的小电流接地系统接地故障选线方法

针对小电流接地系统单相接地故障时选线的难题,采用改进中性点导纳法对10kV配电网接地故障的故障特征进行研究分析;针对不同故障初相角、故障位置以及过渡电阻,研究各线路的零序电流和暂态故障分量变化情况。基于ATP-EMTP的仿真分析验证该改进中性点导纳选线方法的可行性,结果表明改进中性点导纳法可以避免因补偿系数变化等引起的故障区域和非故障区域的重叠问题。

装有记忆合金弹簧的断路器梅花触头温度场仿真分析

针对真空断路器触头温升问题,基于记忆合金材料的温度形变性能,在梅花触头上安装记忆合金弹簧,提高梅花触头工作性能。测量不同温度时记忆合金弹簧的直线拉力,转化为径向向心力,推导出每片触片与静触头之间的接触压力;并利用多物理场耦合分析软件COMSOL Multiphysics仿真计算梅花触头的温度场,搭建梅花触头温升试验平台;对比分析试验和仿真数据,结果表明:记忆合金弹簧有助于降低梅花触头温升,提高真空断路器运行的安全可靠性。

基于CHB逆变器的岸电系统大功率变频电源

针对船舶岸电系统电源的特殊要求,设计一种基于13电平级联H桥逆变器的大功率变频电源。给出移相变压器绕组参数的计算及36脉波整流系统对消除网侧谐波电流的公式推导;阐述移相载波控制在大功率变频电源中的优势以及逆变器输出侧集成滤波装置的具体要求;利用MATLAB/Simulink建立岸基电源系统模型,对大功率变频电源进行仿真实验,对比集成滤波器前后大功率变频电源的输出电压波形失真度和谐波特性。仿真结果表明:36脉波整流系统对消除网侧谐波电流有显著效果,集成低通滤波器的大功率变频电源的输出电压波形失真度和谐波特性良好,与传统大功率变频电源相比具有一定的优越性。

IEC60870-5-101规约的柱上开关控制器的设计

为提高柱上开关的智能化程度,对柱上开关控制器的通信模块进行设计,研究了IEC-60870-5-101规约在S3C2416柱上开关上的实现.采用Linux多线程编程技术,运用非平衡传输模式,结合柱上开关的工作特性,完成在Linux下的串口通信模块及IEC60870-5-101规约的程序编写,实现FTU与上位机(PC机)之间基于IEC60870-5-101规约的数据收发.测试表明:FTU与上位机能够可靠通信,实现遥测、遥信、遥控、遥调功能.

基于正弦阈值滤波的步进电机转子位置检测

由于传统的步进电机控制方法为开环控制，无法实现对电机的实时位置和转速进行跟踪和控制，系统以C8051020单片机为控制核心，提出了一种基于正弦阈值滤波的步进电机转子位置检测控制系统：在电机电流闭环控制中，采用高速AD采样和噪声干扰抑制控制，通过正弦阈值滤波理论和数据信息处理，实现步进电机在低转速下的位置跟踪和控制：在细分运行控制方法的基础上加入抑制电机振动控制方法。实现电机运行电流的软上升和软下降，实验验证了电机运行更加平稳。

静电除尘黑板擦的研究与设计

黑板板书这种传统的教学手段在现代教学中依然发挥着重要的、不可替代的作用,但是它也带来了一系列问题,比如危害教师、学生身体健康的粉尘污染。本文根据粉尘的静电吸附特性,开发了一个基于静电吸附机制的黑板擦,实现无尘化板书。本文首先介绍了设计的黑板擦的结构,然后介绍其电路。此外还对在不均匀高压电场中粉笔粉尘的吸附机理进行了分析。最后对黑板擦进行了测试分析。测试表明,该黑板擦具有较好的性能。