智能高壓斷路器機(jī)械特性在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的研究.pdf

1、高壓斷路器作為確保電網(wǎng)安全可靠運(yùn)行的最重要的電力設(shè)備之一，廣泛分布于電網(wǎng)中的各個(gè)節(jié)點(diǎn)，要實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)，首先要實(shí)現(xiàn)斷路器的智能化，其可靠運(yùn)行不僅關(guān)乎電網(wǎng)本身的安全，更支撐了整個(gè)國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。對(duì)于高壓斷路器機(jī)械特性進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)，可以及時(shí)掌握斷路器的運(yùn)行狀態(tài)信息，這對(duì)電網(wǎng)的安全運(yùn)行意義重大。為此，本文展開了智能高壓斷路器機(jī)械特性在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的研究，除了監(jiān)測(cè)斷路器的行程、超程等機(jī)械參量外，還重點(diǎn)研究了新穎的基于互補(bǔ)集合經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解-希爾伯特包

2、絡(luò)能量法的斷路器振動(dòng)信號(hào)特征提取以及基于概率神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的斷路器故障診斷新方法，具體研究內(nèi)容如下：
　　首先，根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和實(shí)際需求，分析了斷路器機(jī)械特性在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的功能要求，闡述了各功能單元的設(shè)計(jì)方案，并對(duì)各個(gè)方案的可行性進(jìn)行論證。
　　其次，以TMS320F2812芯片為核心，設(shè)計(jì)了監(jiān)測(cè)系統(tǒng)DSP主控電路，在此基礎(chǔ)上，重點(diǎn)針對(duì)行程-時(shí)間監(jiān)測(cè)單元以及振動(dòng)監(jiān)測(cè)單元硬件電路進(jìn)行設(shè)計(jì)，包括傳感器的選型等工作。系統(tǒng)硬件部分采取了抗干

3、擾處理，保證系統(tǒng)的可靠穩(wěn)定運(yùn)行。
　　接著，基于硬件電路和功能要求，開展監(jiān)測(cè)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)與編程。主要包括編寫液晶顯示程序、數(shù)據(jù)采集程序、通信程序，機(jī)械參數(shù)計(jì)算程序等，以及為了濾除信號(hào)噪聲設(shè)計(jì)了FIR濾波器和平滑濾波器。此外，結(jié)合上位機(jī)監(jiān)測(cè)軟件，開展整機(jī)系統(tǒng)聯(lián)調(diào)測(cè)試，較好的實(shí)現(xiàn)了機(jī)械特性在線監(jiān)測(cè)功能。
　　然后，借助 MATLAB軟件研究了斷路器振動(dòng)信號(hào)的互補(bǔ)集合經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解技術(shù)（CEEMD），實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了互補(bǔ)集合經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解法

4、的信號(hào)分析效果，并與希爾伯特包絡(luò)能量理論相結(jié)合，成功提取了斷路器振動(dòng)信號(hào)不同頻率尺度分量的包絡(luò)能量，并以此構(gòu)造了特征向量。
　　最后，研究了基于概率神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（PNN）的斷路器故障診斷技術(shù)，采用MATLAB神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)工具箱建立了PNN神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，使用訓(xùn)練樣本訓(xùn)練神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)并檢驗(yàn)了PNN神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的實(shí)際診斷效果，同時(shí)對(duì)影響PNN神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的識(shí)別率的因素進(jìn)行分析。
　　實(shí)驗(yàn)測(cè)試表明研制的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行效果良好，可以在線監(jiān)測(cè)斷路器的機(jī)械