室内10kV真空开关柜安全运行状态评估策略的研究

论文摘要

室内10kV真空开关柜在电力行业中起着非常重要的作用，如果开关柜中的设备发生故障会影响整个系统的正常运行，可能导致局部甚至广大地区的停电，造成巨大的经济损失。因此，本文研究了室内10kV真空开关柜运行状态评估的策略方法，为10kV真空开关柜性能评估、合理使用和安全工作提供了基本的信息和科学的依据，以达到了解和掌握开关柜的运行状况，满足现代社会对室内10kV真空开关柜状态检修的要求。文章在分析了室内10kV真空开关柜各部分工作原理的基础上，总结了开关柜在运行过程中出现的异常现象及其原因，然后确定了能反映开关柜故障征兆的一系列参数，并且对特征参数的提取方法和传感器的选型上进行了研究。其次从真空开关柜的状态评估要求和实际可操作性出发，确定真空开关柜评判模型的评语集及隶属函数；利用层次分析法(AHP)，确定了各因素在评判模型中的权重分配；根据开关柜的实际情况，提出了基于模糊综合评判算法的开关柜工作状态评估方法。最后为了进一步判断10kV真空开关柜设备在发生异常时的具体类型及其原因，建立了基于神经网络的10kV真空开关柜运行状态健康诊断系统。通过实例验证，利用模糊综合评判算法对室内10kV真空开关柜的各个部件进行状态评估，这种方法可以有效地将开关柜工作状态的几种参数结合起来，能够评估出真空开关柜每个元件的工作性能；通过MATLAB仿真实验验证了基于神经网络的开关柜健康诊断系统的准确性，能够及时了解室内10kV真空开关柜具体的异常类型运行状况，能更好的判断出室内10kV开关柜的运行状态。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• Abstract
• 目录
• 1 绪论
• 1.1 立题背景与意义
• 1.2 室内 10kV 真空开关柜状态评估国内外研究现状
• 1.2.1 室内真空开关柜的国内外发展状况
• 1.2.2 状态监测的国内外研究状况
• 1.2.3 设备评估算法的研究现状
• 1.3 10kV 真空开关柜状态评估研究目前需要解决的问题
• 1.4 本文的研究内容
• 2 健康状态特征分析及提取策略研究
• 2.1 室内 10kV 真空开关柜的基本结构和工作过程
• 2.2 真空断路器及其驱动机构的结构和工作原理
• 2.2.1 真空灭弧室的结构和工作原理
• 2.2.2 操动机构的结构和工作原理
• 2.3 真空断路器的健康状态特征分析
• 2.4 真空断路器健康状态量提取策略研究
• 2.4.1 真空断路器真空度的提取策略
• 2.4.2 触头电磨损的提取策略
• 2.4.3 动触头行程和速度的提取策略
• 2.4.4 振动信号的提取策略
• 2.5 母线及出线电缆的健康状态特征分析
• 2.5.1 母线的结构与健康状态特征分析
• 2.5.2 出线电缆的健康状态特征分析
• 2.5.3 出线电缆的健康状态量提取策略
• 2.6 各类传感器的选型
• 2.7 本章小结
• 3 室内 10kV 真空开关柜状态评估算法研究
• 3.1 10kV 真空开关柜状态评估系统的总体结构
• 3.2 模糊综合评判算法的原理
• 3.2.1 基于模糊综合评判法的基本过程
• 3.2.2 评判因素权重的确定
• 3.2.3 隶属函数的确定
• 3.2.4 模糊合成算子的确定
• 3.3 基于模糊综合评判算法的 10kV 开关柜状态评估的研究
• 3.3.1 安全运行状态评估系统模型的建立
• 3.3.2 电缆和母线的状态评估
• 3.3.3 真空断路器电气特性的评估
• 3.3.4 真空断路器机械特性的评估
• 3.3.5 真空断路器其他因素的评估
• 3.3.6 真空断路器的状态评估
• 3.4 基于神经网络的 10kV 真空开关柜健康诊断系统研究
• 3.4.1 基于神经网络的健康诊断系统结构
• 3.4.2 径向基函数神经网络的构建
• 3.4.3 神经网络的知识获取
• 3.5 本章小结
• 4 室内 10kV 真空开关柜安全状态评估仿真验证
• 4.1 基于模糊综合评判法的 10kV 开关柜状态评估实例
• 4.2 基于神经网络的 10kV 开关柜健康诊断系统的仿真
• 4.2.1 RBF 神经网络的设计
• 4.2.2 数据样本处理
• 4.2.3 实验测试
• 4.3 本章小结
• 5 结论与展望
• 参考文献
• 作者简历
• 学位论文数据集