基于混沌理论和K-means聚类的有载分接开关机械状态监测

变压器有载分接开关的可靠性对保障电力系统的安全稳定运行意义重大。考虑到有载分接开关操作过程中的振动信号与其机械性能密切相关,从振动信号的混沌动力学特性出发,通过计算嵌入维数和延迟时间,对实测到的振动信号进行了相空间重构。根据振动信号的相空间分布特性,使用K-means聚类分析方法对重构后的振动信号模式进行识别,据此对有载分接开关的机械性能进行监测。现场实测数据的计算结果表明:使用改进Wolf法计算得到的最大李雅普诺夫指数为正,进一步证实了有载分接开关切换过程中振动信号的混沌特性,基于K-means聚类分析法得到的簇中心位移矢量的变化可清晰地识别出有载分接开关的故障隐患。研究结果为从混沌动力学角度监测有载分接开关的运行状态提供了理论依据。     

基于相空间张量分解的有载分接开关故障诊断

有载分接开关一次档位切换过程中伴生的振动信号与其机械状态密切相关。文中基于有载分接开关档位切换过程中振动信号的高维相点空间分布,对有载分接开关多个位置处的振动信号进行张量化表示,用以捕捉尽可能丰富的有载分接开关机械状态信息。然后对所构建的相空间三阶张量进行Tucker张量分解以获取核心张量,据此建立基于卷积神经网络的有载分接开关机械故障判别模型。以某CM型有载分接开关动作时的振动信号为例进行分析,结果表明,有载分接开关动作时的振动信号的相空间核心张量信息全面且冗余少,所构建的基于卷积神经网络的有载分接开关机械故障诊断模型性能良好,准确率超过95%,可为有载分接开关的故障识别及状态维修提供参考依据。     

基于振动信号EMD-HT时频分析的变压器有载分接开关故障诊断

把一列时间序列数据通过经验模态分解(empirical mode decomposition,EMD)为本征模态函数组(intrinsic mode function,IMF),然后进行希尔伯特变换(hilbert transformation,HT)得到频谱的信号时频分析方法引用到变压器有载分接开关切换机构的振动信号分析领域。笔者介绍了该方法的理论和算法。首先采用仿真信号对该方法进行仿真验证,然后把一实测的有载分接开关故障振动信号进行基于EMD-HT方法的时频分析。通过仿真和实例信号分析结果说明,用EMD-HT时频分析方法对变压器有载分接开关的振动信号进行故障特征提取是有效的。     

基于振动信号时频域特征的换流变真空有载分接开关机械状态检测

文中针对换流变用真空有载分接开关的结构特点,开展分接开关切换过程的振动测试,分析振动信号的时频域特征,提出基于振动信号时频域特征的换流变真空有载分接开关状态检测的方法,并验证其工程可行性,实践结果证明该方法可有效检测分接开关驱动机构异常、支撑板断裂和减振器支座开裂等机械缺陷。     

±800kV换流变压器用真空有载分接开关的谐波电流切换试验技术分析

换流变压器有载分接开关是实现换流变压器调压的核心部件,也是尚未实现国产化的关键组部件,对保证电力系统电压稳定性起到重要的作用。随着柔性直流输电技术的发展,有载分接开关切换含有谐波分量的负载电流工况日益凸显,经常在多次谐波叠加的复杂工况下进行开合操作,因此切换的负载电流零点会有较大的电流变化率,其显著增加了分接开关的切换负荷,尤其对真空有载分接开关中的真空灭弧室转换电流能力提出了极大挑战。因此,文中将结合±800 kV换流变压器的运行实际工况,并根据国内典型设计的真空有载分接开关的拓扑结构,对谐波电流切换相关的试验要求和试验参数选择进行分析,并通过仿真建模的方法对换流变压器有载分接开关谐波电流切换试验的试验条件开展技术分析。因此,文中内容将对直流输电工程中换流变压器用真空有载分接开关的设计、选型、运维等有着重要的参考意义。     

真空有载分接开关在云广特高压直流的应用

南方电网所有直流输电系统中,±800 kV云广特高压直流首次使用了真空有载分接开关。为确保真空有载分接开关在云广直流可靠、安全运行,分析了导致分接开关闪络放电、温升过高的原因,改进了切换开关的绝缘工艺,调整了切换开关过渡电阻,增加了分接开关油冷却回路;针对特高压直流和真空分接开关的特点,改进阀组控制系统中有载分接开关的控制逻辑,增加真空分接开关特有监视信号;依据相关规程和运行经验,提出真空分接开关维护建议。实践证明,对真空有载分接开关在工艺、控制方面的改进是有效的。     

变压器有载分接开关的振动信号特征识别和状态评估技术研究

随着有载分接开关故障不断增加,传统的检修方式已经不能满足基本要求,故文章从声学振动角度对变压器有载分接开关振动信号进行了研究。基于独立成分分析法的信号预处理技术,通过定义相空间分布系数,对不同故障状态下的有载分接开关振动信号进行了识别;基于模糊集理论的多参数诊断技术,通过建立不同故障状态下的二维正态隶属度函数,对有载分接开关进行了状态评估。该技术的提出可以提高有载分接开关检修效率,对保障电力系统安全可靠运行具有重要意义。     

变压器有载分接开关振动信号特征识别技术研究

本文中作者通过定义相空间分布系数并建立对应的二维正态隶属度函数,对不同故障条件下的有载分接开关振动信号数据进行了识别,实现了对有载分接开关的状态评估。     

基于振动时频信号灰度共生矩阵的有载分接开关触头状态检测方法研究

分接开关在工作过程中承受显著的机、电、热应力,具有较高的故障率.本文针对触头烧蚀、磨损等缺陷,搭建M型有载分接开关实验平台,分析切换开关的固有振动特性;然后,构建开关切换过程中暂态振动小波时频信号的灰度共生矩阵,提取能量标准差作为切换过程的振动特征值;最后,模拟静触头磨损和烧蚀缺陷,提取对应能量标准差的变化规律.研究结...     

利用窄带噪声辅助多元经验模态分解算法检测换流变压器用有载分接开关机械状态

为有效检测换流变压器用有载分接开关的机械状态,提出一种窄带噪声辅助多元经验模态分解的方法对有载分接开关切换过程中采集到的多通道振动信号进行分析。具体应用时,在原始多通道振动信号中增加若干通道窄带噪声信号,并在统一高维超球面坐标系下进行分解计算,从而在有效抑制经验模态分解过程中模态混叠现象的同时,极大提高了多维振动信号分解的准确性并降低了运算复杂性。进而根据区间最大功率特征计算固有模态函数的功率矩阵,对有载分接开关的机械特征进行描述。对有载分接开关样机正常与典型机械故障时振动信号的计算结果表明,其不同工况下的功率特征有较大区别,所定义的矩阵相似度指标可较好地衡量有载分接开关典型故障时的振动差异程度。此外,触头松动时与正常工况的相似度指标低于绝缘板松动故障,说明触头松动故障对有载分接开关切换过程的影响更为明显。     

真空有载分接开关动力学建模及仿真分析EI北大核心CSCD

真空有载分接开关(on-load tap changer,OLTC)具有熄弧能力强、无油碳化污染等优点,已被广泛应用于换流变压器有载调压。真空OLTC机械结构复杂,切换开关动作有严格的先后顺序与时间要求,频繁动作时需承受巨大的机械与电流冲击,机械失效的情况时有发生,影响变压器和换流站的安全运行。为深入研究真空OLTC动作时的机械特性,该文以一台三相真空OLTC切换开关为研究对象,介绍真空OLTC切换开关机械结构与动作特性,提出一种真空OLTC切换开关多体动力学的仿真建模方法,计算出真空OLTC切换开关关键部件的动力学特性,结果表明切换开关动作顺序合理,触头切换准确,但是快速机构对部件的冲击力较大。基于此,该文探究配重块和缓冲机构对切换开关动力学特性的影响,并重新设计切换开关的缓冲机构,结果表明新的缓冲机构能够有效降低切换开关切换冲击力。该研究方法可为真空有载分接开关的机械结构设计与优化提供有益参考。     

真空有载分接开关油中特征气体阈值研究

近些年变压器真空有载分接开关故障频发,严重影响了电网系统的安全稳定运行.油中溶解气体分析是发现真空有载分接开关内部潜伏性电气故障的有效手段.针对当前真空有载分接开关油中溶解气体分析缺乏有效判据的难题,文中在分析了近5年真空有载分接开关的故障案例和604台在运真空有载分接开关油中溶解气体数据的基础上,提出乙炔是反映真空有...     

分接开关振动信号EMD熵和小波熵的比较

针对变压器有载分接开关机械故障诊断,引入一种基于经验模态分解EMD(empirical mode decomposi-tion)能量熵的诊断方法,以提取变压器有载分接开关振动信号特征并进行故障诊断。首先进行小波消噪,然后对信号进行经验模态分解,对得出的各阶固有模态函数求能量,最终计算得到信号的能量熵值。运用EMD能量熵作为特征参量,分析了触头正常和烧毁两种情况下分接开关切换时产生的振动信号,并与小波能量熵比较,研究结果表明,分接开关振动信号基于EMD能量熵的方法比基于小波能量熵的方法有效。     

基于驱动电机电流与振动信号的有载分接开关故障诊断方法

有载分接开关(on-load tap changer,OLTC)是电力变压器中唯一可以运动的机构,具有复杂的机械结构.为了解决有载分接开关机械故障诊断中样本库无法涵盖所有故障类型的问题,文中提出了一种基于驱动电机电流与振动信号的有载分接开关故障诊断方法.首先,文中研究了有载分接开关多源监测信号的特征提取方法,提出了驱动...     

一种新型有载分接开关及其分析

当前的有载分接开关切换器中的2个开关借助过渡电阻,采用先合后开的次序完成不中断电流的切换过程,该方式有许多缺点。文中提出一种新型有载分接开关,可克服这些缺点。新型有载分接开关切换器中的2个开关借助过电压触发晶闸管电路,采用先开后合的次序完成不中断电流的切换过程。晶闸管电路采用高可靠性的小功率触点开关进行控制,保证新型有载分接开关有较高的可靠性。用MATLAB仿真软件中的Simulink工具箱构建新型有载分接开关仿真模型,对新型有载分接开关进行仿真。仿真结果表明:新型有载分接开关可行。     

上海华明电力设备制造有限公司VCM型真空有载分接开关介绍

VCM型真空有载分接开关是一种组合式有载分接开关,其切换开关采用真空切换技术,分接选择器沿用了华明经过不断改进提高的、并且经过长期运行验证的可靠结构。该分接开关适用于设备最高电压40．5kV-252kV,最大额定通过电流三相600A,单相1500A,频率50Hz和60Hz的电力变压器或工业变压器。三相有载分接开关用于Y接中性点调压、单相有载分接开关则用于任意位置的调压。     

电子有载分接开关的研制

利用晶闸管的导通原理设计出一种新型的全电子有载分接开关。该开关克服了机械分接开关在切换过程中产生弧光放电、接触不良和触点颤抖的现象,而且绝缘性能良好、切换速度快、体积小。文中介绍了全电子有载分接开关的构造、功能与特点,并对开关的各回路原理进行了较详细的分析。     

基于时域特征参数与振动信号分析的有载分接开关故障诊断

由于有载分接开关(on-load tap changer, OLTC)需要频繁切换和具有严格的运行条件，OLTC已成为电力变压器中最脆弱的部分之一，OLTC故障的准确诊断对保障电力系统稳定运行意义重大。基于变分模态分解将OLTC振动信号分解为数个模态分量，基于模态分量提取OLTC振动信号的时域特征参数，并利用一系列故障模拟对OLTC振动信号时域特征参数进行统计性分析。通过这些时域特征参数建立OLTC振动信号数据库，从而实现OLTC故障的诊断。     

有载分接开关切换过程的试验研究

有载分接开关作为变压器中调换线圈分接位置的重要组成,其切换过程对变压器调压行为影响显著。本文以CM型有载分接开关转换芯子为研究对象,同步测试了其在切换过程中的振动响应以及触头电压、电流响应。分别提取了主通断触头、过渡触头的分合时刻等切换特征参数,并统计分析了特征参数的分布情况。试验结果表明,有载分接开关振动响应包络线与电气响应波形存在明确的对应关系,并可反映切换过程中各触头的动作时序。本研究工作可为有载分接开关的健康状态评估提供参考。     

有载分接开关型式试验中切换试验合格的判定

介绍了分接开关切换试验合格判定的特殊性,通过对分接开关切换试验各个过程、波形及数据的分析,提出了有载分接开关的合格判定的依据和方法.