礦用高壓真空配電裝置故障模式識別技術(shù)研究.pdf

1、本論文是山西省科技重大專項“基于物聯(lián)網(wǎng)的煤礦重大生產(chǎn)裝備狀態(tài)監(jiān)測及全壽命周期管理系統(tǒng)開發(fā)”（項目編號：20131101029）的重要研究內(nèi)容之一，是針對煤礦井下移動變電站高壓側(cè)配電裝置故障率高、故障監(jiān)測與診斷系統(tǒng)不完善等問題提出的。
　　高壓真空配電裝置擔(dān)負著煤礦井下電能分配的主要任務(wù)，是礦井供電系統(tǒng)的核心設(shè)備之一，它能否可靠工作將直接影響著煤礦企業(yè)的供電安全和生產(chǎn)安全。同時，隨著礦井供電系統(tǒng)電壓等級和負荷容量的不斷攀升，高壓真空

2、配電裝置的使用量也得到了空前提高。但是，由于煤礦井下環(huán)境惡劣、負荷變動大、且缺乏狀態(tài)監(jiān)測和故障模式識別技術(shù)的應(yīng)用，礦用高壓真空配電裝置在運行期間因自身故障導(dǎo)致的煤礦安全事故頻頻發(fā)生。因此，為了準(zhǔn)確診斷出高壓真空配電裝置的當(dāng)前狀態(tài)，并在高壓真空配電裝置故障前給用戶提出可信的設(shè)備運行指導(dǎo)性意見和建議，最大限度地確保礦井供電安全和生產(chǎn)安全，研究礦用高壓真空配電裝置故障模式識別技術(shù)具有極其重要的現(xiàn)實意義。
　　針對目前礦用高壓真空配電裝置

3、存在的問題，本文就其故障模式識別技術(shù)進行了系統(tǒng)研究，主要研究內(nèi)容如下：
　　通過現(xiàn)場調(diào)研與查閱大量文獻資料，梳理了礦用高壓真空配電裝置的組成結(jié)構(gòu)與常見故障，統(tǒng)計了高壓開關(guān)中各故障所占比例，分析總結(jié)了各種故障的可能形成原因及故障監(jiān)測信息的特性狀態(tài)，建立了系統(tǒng)故障模式識別總體策略。
　　依據(jù)故障機理，重點研究了各故障監(jiān)測對象的狀態(tài)特性，包括分閘與合閘線圈的電流狀態(tài)特性、儲能電容電壓狀態(tài)特性、斷路器動作狀態(tài)特性、振動狀態(tài)特性、真空

4、滅弧室真空度狀態(tài)特性。確立了控制回路電氣信號、機械狀態(tài)信號、滅弧室真空度的狀態(tài)信息獲取方法。
　　搭建了故障數(shù)據(jù)監(jiān)測以及故障模式識別實驗平臺，包括監(jiān)測用傳感器的選型，以及上位機與下位機的配置。上位機以 LABVIEW為平臺，編寫了故障特征提取程序與數(shù)據(jù)分類管理程序，通過對上、下位機整體調(diào)試，編寫了下位機采集與通訊程序，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集、傳輸準(zhǔn)確可靠，能夠有效提取故障信息。
　　研究了支持向量機（SVM）的基本理論，提出了基于支

5、持向量機增量學(xué)習(xí)的故障模式識別方法。結(jié)合工業(yè)實際，總結(jié)了故障特征數(shù)據(jù)樣本建立方法，提出了故障分類識別實現(xiàn)方案。
　　進行了控制回路電氣故障和機械故障的模擬實驗，包括供電電壓異常、回路電阻增加以及輔助開關(guān)失效、主軸卡澀與分閘彈簧螺絲松動故障等。通過訓(xùn)練支持向量機分類識別模型與增量學(xué)習(xí)模型，建立了電氣故障模式識別模型與機械故障模式識別模型。驗證表明，各模型的識別準(zhǔn)確率都在90％以上，達到了故障模式識別的目的。
　　提出了滅弧室真