高压断路器状态监测与故障诊断

论文摘要

高压断路器在电力系统中承担着控制与保护的双重任务,在电网全球互联的趋势下,电网的规模日益庞大,因此高压断路器在电力系统中的位置也越来越重要,并且对它的正常运行也提出了越来越高的要求。因此,研究高压断路器状态监测和故障诊断技术,对提高断路器的运行维护水平、提高电力系统正常运行的可靠性具有重要的意义。本文首先对国际大电网会议对断路器进行的两次世界性大调查和中国电力科学研究院对我国断路器运行状况的调查进行了分析,通过对断路器拒动、误动、绝缘、开断与关合、载流等一些常见故障的分析,确定了断路器的状态监测量。在研究了断路器的分（合）闸线圈电流信号、机械振动信号、开断电流信号、触头行程和速度信号、温度信号等状态监测量的基础上,建立了监测信号与故障之间的对应关系。由于断路器故障具有随机性、模糊性和不确定性的特点,本文给出了一种将粗糙集理论和贝叶斯网络相结合的方法,对高压断路器进行故障诊断。本文以LW6B-126型断路器为研究对象,建立了高压SF6断路器的诊断模型。利用粗糙集理论属性约简中的区分矩阵算法对断路器故障决策表进行约简,然后利用约简得到的最小诊断规则建立贝叶斯网络对断路器的故障进行诊断。最后经过实例验证了该方法的可行性和有效性。本文还在Visual C++6.0的环境下开发了高压断路器状态监测平台,主要实现了断路器状态监测量数据和波形的实时显示、断路器数据的管理、高压断路器电寿命的实时计算和故障诊断等功能。本系统以阿尔泰公司的USB2002数据采集卡为基础,对软件的各个功能进行了测试。测试结果表明,本软件的各个功能运行良好。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题的研究背景和意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 本课题的研究内容
• 第2章 高压断路器故障分析
• 2.1 高压断路器故障统计
• 2.2 高压断路器故障分析
• 2.2.1 拒动故障分析
• 2.2.2 误动故障分析
• 2.2.3 绝缘故障分析
• 2.2.4 开断与关合故障分析
• 2.2.5 载流故障分析
• 2.2.6 外力及其他故障分析
• 2.3 高压断路器状态量分析与监测
• 2.3.1 分（合）闸线圈电流分析
• 2.3.2 机械振动信号分析
• 2.3.3 开断电流信号分析
• 2.3.4 动触头行程和速度信号分析
• 2.3.5 储能电机电流信号分析
• 2.3.6 温度信号分析
• 2.4 本章小结
• 第3章 粗糙集理论和贝叶斯网络简介
• 3.1 粗糙集理论简介
• 3.1.1 知识与分类
• 3.1.2 粗糙集的基本定义
• 3.1.3 知识的约简与核
• 3.2 决策表的知识约简算法
• 3.2.1 决策表的基本概念
• 3.2.2 基于区分矩阵的决策表的属性约简算法
• 3.3 贝叶斯网络
• 3.3.1 贝叶斯网络的概念
• 3.3.2 贝叶斯网络的特点及其构造方法
• 3.4 本章小结
• 第4章 基于粗糙集理论和贝叶斯网络的高压SF6断路器故障诊断
• 4.1 建立断路器故障诊断决策表
• 4.2 基于区分矩阵算法的属性约简
• 4.3 基于贝叶斯网络的故障诊断模型
• 4.4 高压SF6 断路器故障诊断实例
• 4.5 本章小结
• 第5章 高压断路器状态监测平台设计
• 5.1 USB2002 数据采集卡简介
• 5.1.1 数据采集卡的性能参数和技术指标
• 5.1.2 数据采集卡的主要元件组成
• 5.1.3 数据采集卡的工作原理
• 5.2 VISUAL C++6.0 简介
• 5.2.1 概述
• 5.2.2 Visual C++6.0 的特点
• 5.3 高压断路器状态监测平台设计
• 5.3.1 数据库的建立
• 5.3.2 Visual C++6.0 与数据采集卡的互连
• 5.3.3 断路器电寿命计算
• 5.3.4 断路器故障诊断
• 5.3.5 用户登录和管理
• 5.3.6 断路器状态监测平台主界面介绍
• 5.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果
• 致谢
• 作者简介