基于PHM技术的智能开关柜故障监测及诊断方法研究

摘要

开关柜作为电力系统中线路开合、电力设备控制和保护的重要设备，在发电、输电和配电的各环节中广泛运用，开关柜的安全运行将直接影响用户供电的可靠性。如果不能在故障发生之前实现预警，将造成大量的人力物力损失，给停电区域的供电恢复工作带来极大的不便。因此，对开关柜进行故障实时监测，以及其故障预测和诊断的研究具有重要意义。本论文结合浙江群力电气有限公司对智能开关柜的实际需求，设计开发主要含有开关柜故障监测及诊断的智能监控系统平台，论文完成的主要工作如下:
　　①分析开关柜常见故障类型，归纳出典型故障的故障特征量构成原始故障特征量集合。根据开关柜的分室结构和原始特征集合，确定故障特征在线监测方案，设计故障特征量监测结构和监测点布置;
　　②提出基于故障预测与健康管理技术的智能开关柜故障监测及诊断方法，采用最小冗余最大相关原则对原始特征集合进行降维和处理，得到最优故障特征子集;通过马氏距离量化故障特征量与标准样本的相似度，确定马氏距离阀值，由此实现开关柜的故障诊断。
　　③设计开发一套智能开关柜状态监测及故障诊断系统平台。设计硬件设备，用于采集故障特征量，实现实时显示，提供数据存储和调用等功能;利用软件对故障特征量进行处理和分析，直观显示开关柜实时状态，辅助判断故障来源，通过算法实现开关柜故障诊断功能，并提供维修建议。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 意义和背景

1．2 国内外研究动态

1．2．1 PHM理论研究与应用现状

1．2．2 开关柜状态监测及故障诊断研究现状

1．3 课题研究的内容

1．4 研究思路及难点

第2章 开关柜故障特征监测方案

2．1 引言

2．2 开关柜典型故障及其特征

2．2．1 开关柜典型故障类型及相应特征

2．2．2 开关柜原始特征集合确定

2．3 开关柜故障特征监测结构及测点布置

2．3．1 开关柜基本结构

2．3．2 故障特征监测结构设计

2．3．3 故障特征监测点布置

2．4 小结

第3章 基于PHM技术的开关柜故障监测及诊断方法

3．1 引言

3．2 PHM技术

3．2．1 PHM技术基本概念

3．2．2 PHM技术体系结构

3．3 基于mRMR的特征量处理方法

3．4 基于马氏距离的开关柜故障诊断方法

3．4．1 马氏距离法基本原理

3．4．2 基于马氏距离的开关柜故障诊断

3．5 基于马氏距离的开关柜故障诊断结果分析

3．6 小结

第4章 智能开关柜故障监测及诊断系统平台设计

4．1 引言

4．2 智能开关柜故障监测及诊断系统平台总体方案

4．2．1 智能系统平台结构

4．2．2 智能系统平台主要特点

4．3 智能开关柜故障监测及诊断系统平台硬件设计

4．3．1 综合信息采集及故障记录模块

4．3．2 电气设备运行环境监测调控模块

4．3．3 电气设备运行温度监测模块

4．3．4 便携式数据采集及后台控制管理模块

4．4 智能开关柜故障监测及诊断系统平台软件设计

4．4．1 软件设计方案

4．4．2 软件应用

4．4．3 软件数据库设计

4．5 小结

第5章 结论与展望

参考文献

致谢

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