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高压真空断路器智能故障诊断研究

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摘要

第一章 绪论

1.1 本课题的研究背景及意义

1.1.1 本课题的研究背景及意义

1.1.2 高压真空断路器的发展及特点

1.1.3 高压真空断路器的结构及原理

1.2 本课题的国内外研究现状

1.2.1 高压真空断路器在线监测及故障诊断的概念

1.2.2 高压真空断路器在线监测技术的发展历史与现状

1.2.3 高压真空断路器的故障诊断技术的发展历史及现状

1.3 本文研究的主要内容

1.4 本文的组织结构

第二章 高压真空断路器在线监测系统总体设计

2.1 高压断路器在线监测系统监测目标和内容

2.1.1 高压断路器在线监测系统的基本目标

2.1.2 高压断路器在线监测系统的监测内容

2.2 本文在线监测系统的设计功能实现

2.2.1 分、合闸线圈电流在线监测

2.2.2 行程-时间特性在线监测

2.3 高压真空断路器机械特性在线监测原理

2.3.1 高压真空断路器机械特性参数的定义

2.3.2 确定高压真空断路器主要机械特性参数

2.3.3 本文需测试的特性参数及需检测的信号

2.4 高压真空断路器机械特性在线监测系统结构

2.4.1 一般监测系统结构组成

2.4.2 本文设计的在线监测系统总体结构

2.4.3 高压真空断路器机械特性在线监测系统结构设计

2.5 本章小结

第三章 基于小波变换的线圈电流分析

3.1 小波分析理论基础

3.1.1 小波分析的提出

3.1.2 小波分析的基本概念

3.1.3 多分辨率分析

3.2 小波降噪原理和特点

3.2.1 小波降噪的原理

3.2.2 小波降噪的特点

3.3 信号的分解与重构

3.4 合、分闸典型线圈电流波形分析

3.5 小波变换对电流信号的提取和对典型型号的分析

3.5.1 霍尔电流信号降噪处理

3.5.2 利用小波分析对降噪信号进行分解和重构

3.6 本章小结

第四章 径向基神经网络的算法及训练

4.1 径向基神经网络概述

4.1.1 径向基神经网络理论基础

4.1.2 径向基函数神经网络的生理学基础

4.2 径向基函数神经网络的拓扑结构描述

4.3 径向基函数神经网络的学习算法

4.4 本章小结

第五章 基于小波分析和RBF神经网络的高压真空断路器故障诊断方法研究

5.1 高压真空断路器故障诊断概述

5.2 高压真空断路器故障诊断总体分析

5.3 高压真空断路器故障诊断系统的建立

5.3.1 弹簧操作机构及参数检测

5.3.2 系统整体设计

5.3.3 数据样本集的建立

5.4 仿真结果

5.5 本章小结

第六章 结论与展望

参考文献

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摘要

高压断路器作为电力系统最重要的开关电器之一,是发电厂和变电所配电装置中起绝缘和灭弧作用的必不可少的元件,在电网中起着控制与保护的双重作用,当它发生故障或事故时会引起电网事故或扩大事故,造成很大的经济损失。高压断路器性能的可靠性直接关系到整个电力系统的安全运行,故研究其智能故障诊断具有重要的意义。
  论文首先阐述了高压真空断路器的概念、分类、特点以及工作原理;从一般高压真空断路器在线监测的目标和监测内容等方面对本文所设计的高压真空断路器机械特性在线监测系统进行了规划,确定了本系统监测的机械特性参数。
  其次,利用小波理论对线圈电流波形的分析,采用小波分析法提取高压真空断路器的分/合闸电流信号特征向量,即取表征铁心运动状态的三个电流值和三个时间值为特征值,作为输入训练神经网络,调整权值和阀值,建立故障诊断模型,实现对断路器各项参数的监测,最终完成对断路器故障的分类要求。
  实验结果表明本文设计故障诊断方法能有效地对高压真空断路器主要机械特性的故障状态做出正确的判断。

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