基于振動(dòng)分析的高壓斷路器機(jī)械故障診斷研究.pdf

1、高壓斷路器在電力系統(tǒng)中起著極為重要的作用，它承擔(dān)著系統(tǒng)的控制和保護(hù)工作。在正常運(yùn)行情況下，高壓斷路器控制線路和設(shè)備的投切操作；當(dāng)發(fā)生故障時(shí)，則快速切斷故障線路，以防止故障的進(jìn)一步擴(kuò)大。因此一旦高壓斷路器發(fā)生故障，將直接危害系統(tǒng)的運(yùn)行可靠性，并可能引起重大的停電損失。國(guó)內(nèi)外相關(guān)調(diào)查表明，斷路器大部分故障都是由機(jī)械原因造成的，因此開展高壓斷路器機(jī)械故障診斷的研究具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。高壓斷路器分合閘動(dòng)作期間產(chǎn)生的振動(dòng)信號(hào)包含了重要的狀態(tài)信息，

2、本文通過對(duì)斷路器振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行處理和分析，來獲取高壓斷路器的機(jī)械狀態(tài)情況。其主要研究?jī)?nèi)容包括信號(hào)采集、特征提取和狀態(tài)識(shí)別三個(gè)部分。
　　首先，選擇合理的振動(dòng)傳感器和信號(hào)采集設(shè)備，設(shè)計(jì)并搭建斷路器振動(dòng)信號(hào)采集系統(tǒng)平臺(tái)，采集高壓斷路器在不同機(jī)械狀態(tài)下振動(dòng)信號(hào)。其次，針對(duì)高壓斷路器振動(dòng)信號(hào)的非平穩(wěn)、非線性特點(diǎn)，采用變分模態(tài)分解對(duì)斷路器振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行時(shí)-頻分解處理，得到相應(yīng)的本征模態(tài)函數(shù)，然后將得到的模態(tài)函數(shù)矩陣劃分為若干子矩陣以計(jì)算矩陣局部

3、奇異值，并選擇各個(gè)子矩陣的最大奇異值作為故障診斷的特征向量。最后，構(gòu)建單類分類器和多類分類器聯(lián)合的多層分類器，采用兩層獨(dú)立的單類支持向量機(jī)分別用于準(zhǔn)確區(qū)分高壓斷路器正常與故障狀態(tài)、已知故障類型和未知故障類型，在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步采用支持向量機(jī)識(shí)別已知故障的具體故障類型。對(duì)SF6高壓斷路器在正常和三種典型故障下開展實(shí)例診斷測(cè)試，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，采用變分模態(tài)分解和局部奇異值分解方法能夠準(zhǔn)確提取斷路器故障特征，而將單類分類器應(yīng)用到高壓斷路器機(jī)械故