高压真空断路器智能在线监测系统研制及故障诊断

为了提高断路器运行的可靠性,设计了一种基于数字信号处理器(DSP)和LabV IEW的高压真空断路器智能在线监测系统的开发新方案.该系统主要由上位机、下位机和传感器环节等三大部分组成,其中传感器和下位机构成现场监测模块,并安装于断路器本体上.下位机硬件平台以TM S320F2812DSP为核心完成对断路器机械参数、分合闸电流信号和振动信号的采集、处理与显示,同时通过CAN总线将数据送至上位机.上位机管理软件采用LabV IEW软件开发,主要完成对测量数据的存储、显示和分析处理等.测试结果表明,研制开发的高压真空断路器智能在线监测系统能够实时地反映真空断路器机械运行状态,具有人机交互友好、功能齐全和可靠性较高等特点,并且实现了在线监测系统预期的功能.     

小波包频带能量分解在断路器机械状态监测中的应用

基于小波包原理,将断路器操作振动信号分解到独立的频带内,不同频带内信号能量的变化反映了断路器机械运行状态的改变.提取主要的频带能量作为断路器状态监测的特征向量,并根据试验结果确定了不同状态下能量特征向量的容差范围,从而实现了不同机械状态的简单分类,为断路器的机械状态监测提供了相应的量化依据.试验模拟了ZN12-35型真空断路器4种不同的合闸同期性状态,采用单个加速度传感器在机构箱上获取合闸时的触头振动信号.该信号经过小波包频带能量分解后,可以将各种合闸同期性状态分类集中在复平面中明显区分的不同区域内,从而验证了该方法在断路器机械状态监测中的有效性.重复试验表明,在保证监测系统稳定的前提下,该方法具有较高的状态监测准确率.     

基于小波包理论的高压断路器机械状态检测

为有效地检测高压断路器的机械状态,文章基于小波包理论,对高压断路器分合闸过程中的振动信号进行了详细分析。首先选取合理小波基,将测试得到的高压断路器分合闸过程中的振动信号进行3层小波包分解,提取第3层各节点重构信号的能量谱;然后根据能量谱定义并计算不同工况下的能量变化指数并进行比较,从而实现对高压断路器的状态检测。对实验室断路器样机正常和2种典型故障下的振动信号进行分析,结果显示故障情况下的能量分布情况相比于正常情况发生了较为明显的变化,同时每种故障下能量变化指数的变化区间均不相同,从而证明了该方法检测高压断路器机械故障的正确性和有效性,为现场应用提供了理论依据。     

基于神经网络的高压断路器机械故障诊断仪及在设备检修中的应用

阐述了一种基于径向神经网络技术，通过检测高压断路器分合闸线圈电流、储能电机电流、线圈两端电压及振动信号并将测得的信号特征值或波形和开放式智能样本库进行比对。在此基础上介绍了对断路器机械故障进行智能诊断的高压断路器机械故障诊断仪产品，并结合该装置在现场进行故障诊断的实例提出了一种高压断路器机械故障诊断的新方法。     

短时能量分析法在断路器机械状态监测中的应用

针对断路器机械特性在线监测中触头关合时刻难以获取的缺点 ,研究了短时能量法在断路器机械振动信号分析中的应用 .通过定量分析指出 ,短时能量法的优点在于有效提高了信噪比 ,可以从现场复杂的噪声环境中提取出振动事件的起始时间 .试验中将该方法应用于ZN12 35型真空断路器的合闸振动信号分析 ,准确得到了空载情况下三相触头的闭合时刻 ,从而计算出不同机械状态下的合闸同期性与合闸时间等状态参数 .在关合单相短路电流的情况下测试了VS1 12型真空断路器的合闸振动信号 ,分析了不同短路电流对振动信号测量及合闸同期性的影响 ,进一步验证了短时能量分析法的有效性和准确性 .试验结果表明 ,在选择合适的窗函数的基础上 ,短时能量分析法的测量精度能达到 0 2ms .     

高压断路器电磁铁动作特性的实验研究

针对关于高压断路器电磁铁动作特性研究较少的现状,为深入了解电磁铁运动过程,得到其运动特性相关参数,为状态监测提供依据,对一弹簧操动机构的12 kV真空断路器进行实验和分析。主要基于振动信号,并结合合闸线圈电流,从振动时间、频谱特性和小波包分解能量分布来分析断路器的电磁铁动特性;并模拟铁心卡涩故障,对比正常和故障两种状态,找出相应的特征量。研究结果表明,振动信号反映断路器脱扣过程的运行特性,通过振动信号的分析,可以诊断出电磁铁的状态,能提高现有的高压断路器状态监测系统的水平。     

高压断路器状态在线监测系统研究

高压断路器关系到电力系统的安全运行，对断路器状态进行在线监测有助于提高系统的可靠性．首先给出断路器故障诊断所需监测的项目，根据这些监测项目，提出了一种基于DSP和CPLD的断路器在线监测系统，然后具体分析了断路器各状态参数的检测方法及采用的传感器、DSP、A／D转换器、CPLD、通信接口等系统各环节的工作原理及作用．利用系统中DSP强大的信号处理功能。完成复杂的故障诊断运算，为断路器状态监测提供较好的硬件平台.     

嵌入式智能高压断路器状态监测系统的研究与设计

针对高压断路器机械特性监测的具体要求,研究和设计了一种基于DSP和μC/OS-Ⅱ的嵌入式智能高压断路器状态监测系统。该系统的数据采集层由多种传感器和DSP数据处理器构成,在移植到DSP芯片的μC/OS-Ⅱ实时操作系统平台上开发应用软件,完成对高压断路器机械特性的多个参数的采集、处理与显示,同时通过CAN总线将数据传送到监测服务器,服务器上管理软件采用VC++工具开发,主要完成对测量数据的存储、显示和分析处理等。多次实验测试结果表明,智能监测系统性能稳定,准确性较高,效果理想。     

真空断路器在线监测系统的设计

介绍了真空断路器的基本工作原理,以现代状态检修概念为基础,利用各种传感器技术对真空断路器进行在线工作状态的数据采集,并对数据进行处理和判断,实现对真空断路器的在线实时状态监测.在数据处理中提出了一种新的关于真空度判断和振动信息分析的方法:利用开断时间参数,根据数理统计规律,采用趋势预测方法来判断断路器的状态好坏.对于振动信息,采用了积分参数法进行分析,能够有效的判断出机械机构的状态,并设计了一套真空开关在线监测系统.     

断路器在线监测装置分合闸监测试验研究

针对LW25-363型断路器例行试验时出现无法正常分合闸,主传动杆销挡圈脱落等问题,进行断路器在线监测装置分合闸监测试验研究,分析不同情况下合、分闸机械特性曲线,判断断路器位置。试验结果表明,该类在线监测装置可以监测断路器工作状况,有效发现断路器拒合、传动机构连扳脱落等问题。     

基于TMD阻尼器高压电气设备地震响应及振动控制

变电站高压电气设备如互感器、断路器、隔离开关等,在维持电力系统的正常运行中起到了关键性作用。当发生地震灾害时,变电站中电瓷型电气设备最容易发生破坏,造成重大经济损失。利用数值分析方法,建立了典型高压电气设备的三维有限元模型,研究了典型SF6断路器的地震响应,同时分析并对比安装环形调谐质量阻尼器(简称TMD阻尼器),通过改变阻尼器阻尼系数及质量块质量,研究了安装环形TMD的振动控制效果。研究结果表明:在地震作用下,断路器边侧极柱顶端易产生较大位移,根部易产生较大应力,当安装TMD阻尼器时,随着阻尼器阻尼系数和质量块质量的变化,断路器位移、应力、加速度变化符合一定规律,并且当阻尼系数取0.05左右,质量比取主体结构质量的9.375%时,减震效果最佳。研究结果对指导高压电器设备的抗震设计提供有价值的参考。     

基于概率神经网络的高压断路器故障诊断模型

针对高压断路器在线监测与故障诊断问题,提出了一种基于概率神经网络的高压断路器故障诊断模型.该模型利用Parzen窗函数和Bayes分类规则建立了前向型自监督神经网络,在分析分（合）闸线圈信号的基础上提出了高压断路器故障模型.仿真结果表明,该模型对断路器的故障模式识别过程具有训练速度快、输出误差小和收敛性好等特点.     

基于双稳态永磁操作机构的智能低压真空断路器设计

分析了低压真空断路器的双稳态永磁操动机构的基础上微处理器为控制单元,研究了断路器电流三段保护的工作原理。以全波傅里叶算法为测量算法滤除复杂环境下的高次谐波干扰及恒定直流分量,得到的基波幅值与微处理器的设定值比较后发出指令控制晶闸管基极触发信号利用晶闸管来控制分合闸线圈中电流的通断。样机测试了三段电流保护性能并利用仿真工具MATLAB对测试数据进行了分析。实验表明,配电系统发生故障时,所设计的控制器能够在误差允许范围内对断路器实现有效分合闸从而提高了断路器控制的可靠性增强了配电系统的稳定性。     

基于LabVIEW的离心式化工泵振动测试系统设计

针对传统离心泵振动测试时仪器较多、仪器可靠性较差和测试成本偏高等缺点,运用虚拟仪器技术,采用LabVIEW图形化、模块化的编程语言编写了数据的采集、处理、保存和故障诊断程序,并且利用闭式回路试验装置、振动加速度传感器和数据采集卡组建了离心泵振动测试系统.详细阐述了虚拟仪器系统的硬件结构与软件构成、设计思想及其理论依据.虚拟振动测试系统以离心泵为研究对象,实现了多通道的数据采集、数据实时分析和数据保存等功能.通过该虚拟振动测试系统可以采集试验离心泵的振动加速度信号,并对所得信号数据进行轴心轨迹分析和频谱分析,实现了离心泵的故障诊断.最后在离心泵实验台验证了该虚拟仪器系统在实际振动监测中的有效性,该系统具备良好的人机交互界面,易于维护和系统扩展.     

基于ERTU的机床振动信号采集处理的硬件系统研究

该文设计了一种基于ERTU的机床振动信号采集处理的硬件系统。该系统通过ICP加速度传感器采集模块,存储模块,主系统模块等,把电信号转化为数字信号送入ERTU系统,从而实现振动信号的采集和处理。     

复杂衰减振荡波形的模型参数估计─互相关Prony算法

在Ｐｒｏｎｙ算法的基础上，结合互相关函数计算，提出了一种适合于多个有不同时延的振荡于波组成的复杂振荡波形的模型参数估计方法──互相关Ｐｒｏｎｙ算法。仿真波形的分析及高压断路器操作振动实测加速度信号的分析都表明这个方法能获得满意的结果。