特征评估高压断路器机械故障诊断方法的研究

分析断路器的机械振动信号的特性,针对采用单一性质故障特征难以实现整个故障状态空间上准确诊断的局限性,提出了一种基于改进的距离评估技术和多类支持向量机相结合的诊断高压断路器机械故障的方法,该方法由3部分构成:首先从高压断路器机械振动信号中提取时域统计特征、频域统计特征、经验模态分解能量熵及小波包能量特征信息;接着采用改进的距离评估技术从原始特征集合中选取最优特征,实现对原始特征空间的降维处理;最后选取的最优特征量作为"次序二叉树"策略方式的多类支持向量机的输入向量,实现对断路器3种机械故障模式的识别。实验结果表明,该方法诊断高压断路器机械故障能取得良好的效果。     

基于概率神经网络的高压断路器故障诊断

高压断路器是最重要的电力设备之一,在电力系统中起控制和保护作用。为了提高高压断路器故障诊断的准确率,提出了一种基于概率神经网络(PNN)的高压断路器故障诊断方法。该方法在分析高压断路器的故障特性来确定特征信号的基础上建立了PNN故障诊断模型,该模型将采集的特征数据作为网络的输入,通过Parzen窗估计法得到类条件概率密度,进而按Bayes决策规则对特征数据进行分类。经仿真表明,概率神经网络故障诊断模型具有收敛速度快、故障诊断准确率高、容易训练等特点。因此,该方法是一种有效的故障诊断方法,具有良好的应用前景。     

改进随机森林法在断路器机械故障诊断中的应用

高压断路器机械故障时有发生,严重影响设备及电力系统的安全稳定运行.针对目前高压断路器机械故障诊断准确率不理想的现状,将改进后的随机森林方法应用于高压断路器机械故障诊断.结合高压断路器分合闸线圈电流信号的原理分析,提取出可有效反映断路器机械故障的相应特征量,建立高压断路器机械故障诊断模型,通过不同噪声干扰强度下高压断路器机械故障诊断实例的对比分析.结果表明,随机森林方法具有更加优良的准确性和抗干扰能力.同时验证了基于改进随机森林方法的高压断路器机械故障诊断模型的有效性和优越性.     

基于多分辨率奇异谱熵和支持向量机的断路器机械故障诊断方法研究

根据高压断路器机械振动信号的特点,提出一种基于多分辨率奇异谱熵的信号特征提取方法,并以此特征向量作为支持向量机的输入对断路器机械状态进行识别。多分辨率奇异谱熵是在信息熵模型的基础上,将多分辨率分析和奇异谱分析有效结合的一种信息处理方法,用信号的奇异谱熵作为特征向量更能体现断路器在不同机械状态下的不同特征。利用交叉检验和粒子群优化方法来对支持向量机模型中的参数进行寻优。通过对断路器实际振动信号分析表明,该方法能对断路器故障进行准确诊断分类。     

基于改进SVM算法的高压断路器故障诊断北大核心CSCD

为了能更快速、准确的对高压断路器进行状态分析与故障诊断,文中提出了基于APSO-PCA-SVM算法的高压断路器故障诊断模型。首先提取分合闸电流信号中峰谷电流值、关键时刻等7维特征及动触头位移信号中的3维特征;随后利用PCA(主成分分析)对10维特征进行数据降维并确定最终特征集;最后采用APSO(自适应粒子群)算法进行SVM(支持向量机)核参数寻优,将最终特征集作为模型输入,建立了APSOPCA-SVM故障诊断模型,对高压断路器进行故障分类诊断。实例分析结果表明,该方法能够最大程度去除冗余信息,简化了诊断模型的同时提高了诊断精度和效率,在故障样本较少时采用有限特征量即可较为理想的实现对高压断路器此类小样本设备的高效故障诊断。     

基于粒子群优化PCA-LSSVM算法的高压断路器机械故障诊断研究

为了对高压断路器操作机构进行故障诊断,提出了基于粒子群优化的PCA-LSSVM算法模型(PCA-PSOLSSVM),该模型的输入为高压断路器操作机构分合闸线圈电流曲线上的5组特征点,输出为1—5的故障类别。对某台高压断路器进行故障模拟,建立了PCA-PSO-LSSVM算法模型,对测试的断路器操作机构进行故障分类。结果表明,基于粒子群优化的PCA-LSSVM算法能够准确地对高压断路器操作机构进行故障分类。将PCA-PSO-LSSVM算法和多种基于SVM的故障诊断算法进行比较,比较结果表明:在综合考虑了算法准确率和运算时间的基础上,PCA-PSOLSSVM算法是几种算法中最优的。     

基于因子分析和支持向量机算法的高压断路器机械故障诊断方法

高压断路器操作过程中的振动信号能够反映断路器的机械状态。以高压断路器机械振动信号中振动事件的起始点作为特征参量,使用因子分析对特征量进行降维优化、支持向量机(Support Vector Machine,SVM)经粒子群参数寻优(Particle Swarm Optimization,PSO)后可对断路器的不同状态进行分类。本文对断路器机械故障进行了模拟试验,结果表明,因子分析和支持向量机算法适于诊断高压断路器的机械状态。     

能谱熵向量法及粒子群优化的RBF神经网络在高压断路器机械故障诊断中的应用

高压真空断路器是电力系统开关设备中极其重要的一种高压电器,而高压断路器故障中80%是由于机械特性不良造成,为此通过小波包变换对高压断路器机械振动信号进行了分析,以信号的能谱熵作为特征输入向量,建立了粒子群优化(PSO)径向基函数(RBF)神经网络的高压断路器故障识别系统模型,最后对实际高压断路器振动信号进行获取分析并得到结果。实验结果表明,高压断路器正常信号能谱熵向量各元素分布比较均匀;而故障信号所得能谱熵向量各元素变化较大且有一定变化规律;粒子群优化后的RBF网络模型在正确率、精度等方面高于传统神经网络模型。实验结果表明该方法用于高压断路器的故障诊断是可行的,并且可以为断路器的故障诊断提供更好的理论依据。     

基于SO-PAA-GAF和AdaBoost集成学习的高压断路器故障诊断

针对在小样本和复杂工况下高压断路器故障诊断识别精度不高的问题,提出一种基于振动信号处理和Ada Boost集成学习的高压断路器故障诊断方法。首先,搭建高压断路器实验平台并采集8种工况下的分闸振动信号。其次,对振动信号进行绝对值处理后,使用分段聚合近似(piecewise aggregate approximation, PAA)进行分段平均,将输出的新序列采用格拉姆角场(Gramian angular field, GAF)转换成图片,并使用Relief F方法对提取的高维图片特征进行重要度排序。最后,将保留的重要特征输入到Ada Boost集成学习模型进行故障诊断,并用蛇优化算法确定最优PAA分段步长和输入分类器特征数量,以进一步提高故障诊断精度。通过分析多种信号处理方式及分类模型可知,图片信号和Ada Boost集成学习模型能够有效处理振动信号并准确判断故障类型,为准确、可靠地诊断高压断路器故障提供了新途径。     

基于LVQ神经网络的高压断路器机械故障诊断方法

高压断路器作为电力系统的开关及保护设备,其可靠地工作对整个电力系统的安全运行具有很大的意义。为了迅速、精确地诊断高压断路器故障,提出一种基于学习向量量化(LVQ)网络的高压断路器机械故障诊断方法。首先,模拟高压断路器灭弧室机械故障状态,采集断路器的机械振动信号;其次,提取高压断路器机械故障振动信号的小波包能量作为特征量,建立基于LVQ网络的高压断路器机械故障诊断模型;最后,将LVQ网络、思维进化优化(MEA)的LVQ网络、BP网络和RBF网络在网络迭代步数、网络误差以及预测置信度方面进行比较。结果表明,提出的基于LVQ神经网络的高压断路器机械故障诊断方法相比较于其他诊断方法具有一定的快速性,并具有较高的置信度。     

基于多尺度排列熵和改进多分类相关向量机的 滚动轴承故障诊断方法

针对传统的时域、频域和时频域参数提取方法,难以从滚动轴承振动信号中提取出丰富的故障特征问题,提出通过多尺度排列熵提取故障特征,并结合改进的多分类相关向量机进行故障诊断的方法。由于多分类相关向量机的核函数参数不具有自适应选择的能力对故障诊断精度有较大影响,通过一种新智能优化算法-蝗虫优化算法改进多分类相关向量机,实现多分类相关向量机的自适应优化故障诊断。采用美国西储大学的试验数据验证表明,提出的优化故障诊断模型能够实现滚动轴承不同类型的故障诊断和不同故障程度的辨识,与粒子群优化多分类相关向量机的故障诊断模型相比,提出的故障诊断模型准确率达到了100%。     

基于振动和电流信号多域特征联合的高压断路器储能状态辨识方法

为实现高压断路器的储能状态辨识,提出了一种基于伴随振动和电流信号多域特征提取的储能状态辨识方法。对振动信号进行倒频谱分析提取频域周期分量特征来体现电机周期性转动轨迹的基频和高频特性;采用相空间重构理论经关联积分法获取相空间域关联维数与Kolmogorov熵,定量评估储能过程随机运动的复杂程度;计算电机电流持续时间、起始电流值及偏度时域特征,与振动信号特征构建多域联合特征向量;通过支持向量机算法实现断路器储能状态辨识。实验结果表明,基于振动和电流信号多域联合特征的辨识算法准确率达到97%,有效地提高了断路器储能典型工况的识别准确率。     

基于小波神经网络和特征熵的高压断路器故障诊断研究

作为电力系统的一种重要设备,高压断路器的故障诊断一直是研究中的重点。针对传统神经网络收敛速度慢,容易陷入局部极小等不足,提出了一种基于小波神经网络的高压断路器故障诊断方法。首先利用特征熵方法提取振动信号的特征值,然后利用小波神经网络进行分类识别。同时还给出了一种小波神经网络的改进方法,提高了其收敛速度。实验结果表明,相比较于传统神经网络,改进的小波神经网络训练速度更快,分类准确率更高,对于高压断路器的故障诊断效果更佳。     

计及保护和断路器告警信息可信度的电网故障诊断优化模型

为提高已有电网故障诊断解析模型的容错性与求解效率,提出了计及保护和断路器动作状态告警信息可信度的电网故障诊断优化模型.首先,基于保护及断路器自检信息对告警信息的可信度进行评估.其次,以保护和断路器的告警信息与期望动作状态差异最小、期望动作状态可信度最大为优化目标,构建故障诊断多目标优化模型.进一步线性化优化模型,基于加...     

高压断路器机械特性振动信号特征提取和故障诊断方法研究

针对高压断路器机械振动信号,在正常状态、分闸弹簧单根脱落状态和操作及传动机构卡涩状态下,采用模糊C聚类分析算法比较短时傅里叶变换、小波包能量熵和希尔伯特—黄变换3种特征提取方法的分类性能,提出了基于相关向量机理论的断路器机械特性故障诊断方法,搭建了数据采集系统,研究了断路器机械特性不同状态下信号特征值的变化规律,并通过实验证明了特征提取和故障诊断方法的有效性。     

基于分形理论的高压断路器机械振动信号处理

提出了基于分形理论的处理高压断路器机械振动信号的新方法,它研究小波变换提取的机械振动信号具有分形特征的参数用来评估高压断路器机械操动机构的性能及其工作状态。通过与人为机械故障下的分形特征参数对比论证了该法的有效性。数据处理结果表明该方法具有应用前景。     

基于S变换和极限学习机的高压断路器机械故障诊断

机械故障是高压断路器最常见的故障,研究高压断路器机械故障诊断方法对于提高电力系统可靠性具有重要意义。为提高高压断路器机械故障诊断的效率,文中提出一种基于S变换和极限学习机(ELM)的高压断路器机械故障诊断新方法。首先,对高压断路器动作期间产生的振动信号进行S变换处理,获得相应的时—频矩阵;然后,对S变换模值矩阵进行时域和频域划分,计算振动信号在不同时段和频段的局部奇异值,并选择各子矩阵的最大奇异值作为故障诊断的特征向量;最后,采用ELM对高压断路器机械状态进行分类。对高压断路器在正常和故障状态下进行诊断实例测试,实验结果表明,该方法能够快速准确地识别断路器机械状态,具有较高的诊断效率。     

高压断路器机械故障诊断专家系统设计

针对高压断路器的操动机构故障信息能反映在线圈电流、机械振动和辅助触点位置信号中的特点,在分析各信号特征提取和利用专家系统实现故障诊断的优点的基础之上,提出一种多参数规则推理的故障诊断专家系统.首先阐述高压断路器的操作过程,并根据其操作特性提取隐含在线圈电流和机械振动信号的有效信息,找出特征参数与断路器状态的对应关系,接...     

基于MHHO-BP算法的DC-DC电路软故障诊断

针对DC-DC电路软故障诊断中特征提取困难和分类准确率低的问题,提出了一种基于多策略改进哈里斯优化算法-反向传播MHHO-BP)神经网络的故障诊断方法。该方法通过VMD对故障信号进行处理,提取其时域和频域特征作为故障向量,采用MHHO算法优化BP神经网络的权值和阈值,建立DC-DC电路的VMD-MHHO-BP软故障诊断模型。实验结果表明,对于DC-DC电路软故障,该方法相较于鲸鱼优化算法(WOA)和蝴蝶优化算法(BOA)优化BP神经网络,其诊断效果好,准确率高。     

基于多特征融合与改进QPSO-RVM的万能式断路器故障振声诊断方法

为可靠地进行万能式断路器机械故障诊断,在基于振动信号故障诊断的基础上,提出了一种多特征融合与改进量子粒子群(QPSO)优化的相关向量机(RVM)相结合的万能式断路器分合闸故障振声诊断方法。首先,对振声信号进行小波包软硬阈值结合去噪预处理,并利用互补总体经验模态分解算法对处理后的振声信号进行分解,提取固有模态函数能量系数、样本熵、功率谱熵,并组成多特征参数;然后,通过组合核函数核主元分析对多特征参数降维,并将其特征融合组成特征向量作为RVM的输入,解决单一特征识别断路器分合闸故障的低准确率和低稳定性;最后,利用改进QPSO优化分类模型参数,建立基于RVM的次序二叉树模型对断路器故障进行辨识。实验结果表明,该方法能有效提升不同故障状态下诊断结果的可靠性。