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配网高阻故障主-被联合检测与定位方法研究

配网高阻故障主-被联合检测与定位方法研究

作者：刘旭晗昆明理工大学

学位级别：硕士

近年来随着人民生活水平的不断提高,电力的供需矛盾日益突显,人们对电能质量、供电可靠性也提出了更为严苛的要求。为了进一步提高电力系统的供电可靠性,配电网故障检测、定位等系列问题引起了人们的重视。配电网以其拓扑多变、工频信... 详细信息

近年来随着人民生活水平的不断提高,电力的供需矛盾日益突显,人们对电能质量、供电可靠性也提出了更为严苛的要求。为了进一步提高电力系统的供电可靠性,配电网故障检测、定位等系列问题引起了人们的重视。配电网以其拓扑多变、工频信号微弱等特点,检测、定位系列问题素来难以攻克,且通常研究只限于最常发生的单相金属性接地故障,反观高阻故障在过去因其长时间存在对系统的稳定运行不会造成直接危害而一度被忽略。如今人们对配网的建设越发重视,尤其要杜绝此类隐藏型故障的发生,考虑到配网高阻故障工频信号极为微弱、非线性接地的特点,亟待加强配网高阻故障检测、定位方面的研究。本文首先分析了配网故障转移下单相高阻接地故障的故障特征,并基于此提出了一种针对配网高阻故障的快速启动方法,通过以零序电流变化梯度作为启动判据,可有效区分不平衡负荷和接地故障;基于故障相转移和电压注入提出了一种适用于谐振接地配网高阻故障的选线方法,利用瞬时性单相弧光接地故障时产生的故障行波和故障相转移接地过程中产生的合闸行波二者之间暂态特征的极性差异及稳态特征的幅值差异得到正确可靠的选线结果,克服了单一稳态量选线、普通暂态量选线的不足;提出了一种针对配网高阻故障、以相电流变化梯度驱动的选相判据,从根本上提高故障转移灭弧装置动作的正确率。其次,将缆线区段识别的形态谱方法与基于沿线行波特征分布的故障定位方法相结合,提出了一种基于沿线行波特征分布缆线混合馈线单相接地故障定位方法。经仿真验证,该定位方法在不同的故障条件下均灵活有效,可靠地解决了混合配电线路单端定位中识别故障区段以及故障点反射波的难题。最后,在前文沿线行波特征分布理论的基础上,提出了一种适用于辐射型多分支缆线混合配网的基于故障相转移灭弧注入行波的高阻故障定位方法,将故障割集识别的形态谱算法与基于沿线行波特征分布的故障定位方法相结合,综合故障接地行波、故障相转移接地合闸行波下两次的测距结果,从而得到更加精确的故障位置。经验证,不同的高值过渡电阻、故障初相角下,都能够得到误差在合理范围之内的测距结果。

关键词：配网高阻故障故障辨识主-被联合定位故障转移接地形态谱

贯通式同相AT牵引供电系统牵引网频率特性及边界保护研究

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贯通式同相AT牵引供电系统牵引网频率特性及边界保护研究

作者：杨鸿雁昆明理工大学

学位级别：硕士

随着高速铁路发展愈发迅猛,现行牵引供电系统采用的分区、换相供电技术在运行过程中逐步暴露出过分相、谐波、电能质量、负序及电力系统效率等诸多问题。通过大量的理论研究、仿真实验和试点项目已经证明,基于全线贯通技术及同相补偿技... 详细信息

随着高速铁路发展愈发迅猛,现行牵引供电系统采用的分区、换相供电技术在运行过程中逐步暴露出过分相、谐波、电能质量、负序及电力系统效率等诸多问题。通过大量的理论研究、仿真实验和试点项目已经证明,基于全线贯通技术及同相补偿技术的新型贯通式同相牵引供电系统能够在有效解决负序问题的同时取消牵引变电所出口处的电分相,并提高供电能力的可靠性、减少制动能量损耗。传统的工频量保护已经难以满足牵引网保护的需求,有研究者提出可以将在高压直流领域已经十分成熟的行波保护应用到牵引供电系统中,并已经通过仿真实验证明了理论上的可行性。因AT牵引供电方式优越的综合性能现行高速铁路大多选择了该供电方式,故本文将贯通式同相AT牵引供电系统作为研究对象,并利用PSCAD平台搭建了该供电系统的仿真模型,给出部分重要的模型参数。本文提出由牵引变电所出口处电容和区外一段接触线共同构成牵引网的物理边界,经大量仿真表明,3m长接触线与牵引变电所出口电容共同构成的边界已能有效判断区内外故障,故本文构成牵引网边界的接触线长度取3m。分析贯通式同相AT牵引供电系统及牵引网边界的频域特性模型。研究贯通式同相AT牵引供电系统牵引网及边界的频率特性,分析牵引网、牵引网边界对故障暂态信号高频分量的衰减作用,并给出牵引网对故障高频暂态量的衰减强度超过边界对故障高频暂态量衰减强度的牵引网长度临界值,及故障位置的改变对保护安装处检测到的故障高频暂态信号的影响。基于牵引网边界对暂态电流高频分量有很强的衰减作用,提出了一种贯通式同相AT牵引供电系统的牵引网单端电流方向暂态保护。首先采用多分辨形态梯度(MMG)对保护安装处采集到的故障电流线模分量进行信号处理,得到其故障电流线模波形突变点的极性。然后由故障电流线模分量波形突变点的极性来判断故障发生位置:若极性为负,故障发生在本侧区外,保护不动作;若极性为正,则对故障电流的线模分量进行形态谱运算并计算出不同尺度下的形态谱值,将该谱值归一化后转换到频域与阈值进行比较,判断故障发生在区内或是对侧区外。若形态谱值大于阈值,为区内故障,反之为对侧区外故障。提出一种基于压缩感知理论与二阶微分法相结合的贯通式同相AT牵引供电系统的牵引网单端电流保护方法:首先通过压缩感知技术对保护设备采集到的故障暂态电流线模信号进行压缩重构,重构出的故障信号与原始故障信号相似度极高且噪声含量较少;再用二阶微分法处理重构出的故障电流线模信号,得到故障电流线模分量的行波首波头幅值;最终通过比较故障电流线模分量的首波头幅值与阈值的大小,判断故障发生在区内或区外。并利用本文搭建的仿真模型进行大量故障仿真实验,通过分析实验结果验证了保护方法的有效性。

关键词：贯通式同相AT牵引供电系统牵引网频率特性边界保护形态谱压缩感知技术

基于时频图像特征提取的旋转机械故障诊断研究

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基于时频图像特征提取的旋转机械故障诊断研究

作者：何德鲁大连理工大学

学位级别：硕士

从工业革命以来200多年,人类社会的历史因为机器的产生发生了翻天覆地的变化,机器也越来越向着高精度、高效率、高智能化发展,机械设备的运行状态和故障反馈显得尤为重要。它是关系到人们人身安全、公司生产效率和社会发展进程的重要问... 详细信息

从工业革命以来200多年,人类社会的历史因为机器的产生发生了翻天覆地的变化,机器也越来越向着高精度、高效率、高智能化发展,机械设备的运行状态和故障反馈显得尤为重要。它是关系到人们人身安全、公司生产效率和社会发展进程的重要问题。旋转机械是大部分现有机械的运转形式,其中的旋转部件是带动整个机器运行的核心,其中轴承和齿轮是两个常用的旋转部件,它们的状态影响着整个系统的稳定性和持续性。基于振动信号的旋转机械分析是目前为止最有效的状态分析方法。本文基于旋转机械的振动信号,以齿轮和轴承为研究对象,利用图像处理的方法,对其进行特征提取和故障判断,主要内容如下：(1)基于传统信号分析方法,研究了不同的时频处理方法,重点对运行状态复杂的非稳态信号进行分析,指出非稳态信号下传统时频分析的不足之处,重点研究小波时频分析及小波时频图的得到,并对时频图进行灰度转换与归一化处理,根据灰度时频图像的特点寻找合适的特征提取方法。(2)通过对图像纹理特征提取的分析,选择能够对时频故障有效分析的纹理统计特征方法：灰度共生矩阵。为时频图像选择合适的灰度共生矩阵生成方法,提取其特征参数,并分析其存在的不足之处,基于灰度共生矩阵特征参数,提出改进的特征参数,并在齿轮试验数据上进行验证。改进的算法得到了较好的效果。(3)基于轴承试验,得到不同的故障状态和故障类型的轴承数据,研究了数学形态学的图像处理方法,把形态谱运算引入时频图的分析中,对数据进行处理并比较其分离形式,对不同类型的数据进行分析,发现基于时频图像的形态学特征提取对不同故障类型有较明显的作用。(4)基于NI公司的LabVIEW编程平台,针对某桥式起重机起重平移平台的齿轮箱轴承的在线检测和分析系统编写了程序,实现了数据的在线检测与报警,并用时频图像的特征提取方法对数据进行离线分析,验证了系统的实用性和可靠性。

关键词：旋转机械故障诊断时频分析图像处理灰度共生矩阵形态谱

变压器局部放电监测中去噪技术与放电特征提取的研究

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变压器局部放电监测中去噪技术与放电特征提取的研究

作者：薛雷东北电力大学

学位级别：硕士

局部放电是引起变压器绝缘劣化的重要原因,变压器局部放电在线监测能够实时地反映变压器的绝缘状态,对防止电力变压器的事故发生以及保证电力系统的安全运行有着重要的意义。在变压器局部放电监测过程中,局部放电去噪技术和放电特征的... 详细信息

局部放电是引起变压器绝缘劣化的重要原因,变压器局部放电在线监测能够实时地反映变压器的绝缘状态,对防止电力变压器的事故发生以及保证电力系统的安全运行有着重要的意义。在变压器局部放电监测过程中,局部放电去噪技术和放电特征的提取是局部放电研究的两个关键环节。本文研究了局部放电的放电机理以及放电过程,建立了一种单气隙的局部放电的仿真模型。通过理论分析和仿真说明了局部放电产生的物理过程。介绍了理论分析中局部放电和现场监测中各种干扰的数学模型。现场局部放电在线监测过程中常伴随有白噪声和窄带周期性干扰,为了有效地从强噪声干扰中提取局部放电信号,本文应用小波包变换和广义形态滤波器相融合的方法对含有混合噪声干扰的局部放电信号进行去噪。仿真结果和评价参数计算结果表明,小波包变换和广义形态滤波器相融合的去噪方法能够有效的滤除混合噪声干扰,同时能很好的保留原始信号的特征,滤波后的局部放电信号失真率小。针对变压器的四种典型局部放电模型的脉冲波形,提出了两种新的放电特征提取方法。第一,应用分形理论,结合小波包分析技术,计算各个频段信号的分形维数,提取各个频段上的分形特征。第二,采用多尺度数学形态学开运算提取局部放电信号的数学形态谱。提取结果表明,每种放电类型具有不同的分形特征和形态特征,可以应用于放电类型的识别。

关键词：局部放电小波包分析数学形态学分形维数形态谱

一种基于交替序列形态变换的Robust形状描述方法

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电子学报 1996年第7期24卷 54-58页

作者：周晓琪北方交通大学信息科学研究所

为了解决形状描述的Ｒｏｂｕｓｔｎｅｓｓ问题，本文提出了一种高阶形态谱，与通常形态谱不同的是，高阶谱与两个具有不同尺寸因子的交替序列形态变换（ａｌｔｅｒｎａｔｉｎｇｓｅｑｕｅｎｔｉａｌｍｏｒｐｈｏｌｏｇｉｃａｌｔｒａｎ... 详细信息

为了解决形状描述的Ｒｏｂｕｓｔｎｅｓｓ问题，本文提出了一种高阶形态谱，与通常形态谱不同的是，高阶谱与两个具有不同尺寸因子的交替序列形态变换（ａｌｔｅｒｎａｔｉｎｇｓｅｑｕｅｎｔｉａｌｍｏｒｐｈｏｌｏｇｉｃａｌｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ）结果相关，文中证明了在一定条件下，高阶谱的高阶因子与噪声的存在是无关的，计算结果亦已很好地证明了这一点。

关键词：形状描述形状识别形态谱信号处理