基于聚類分析的變壓器有載分接開關儲能彈簧故障識別
發(fā)布時間：2021-01-19 15:20
儲能彈簧是變壓器有載分接開關（on-load tap changer,OLTC）進行調(diào)壓操作的關鍵部件,與OLTC的換擋過程成功與否密切相關。為準確識別儲能彈簧的機械故障,文中從OLTC切換過程中振動信號的混沌特性出發(fā),首先對振動信號進行了相空間重構,然后應用K-means++聚類算法對高維空間的相點進行了聚類分析,其中聚類時的類簇數(shù)目依據(jù)凝聚層次聚類法確定,據(jù)此定義了類間散度來定量描述OLTC振動信號的相點空間分布。以某組合式OLTC為測試對象,對其正常狀態(tài)與存在不同磨損程度的儲能彈簧故障時切換過程中的振動信號進行了測試。結果表明,合理的類簇數(shù)目能有效提高OLTC振動信號聚類分析的準確度,類間散度能準確識別OLTC儲能彈簧的不同磨損程度,從而為OLTC機械狀態(tài)的振動監(jiān)測技術提供了重要依據(jù)。
【文章來源】：高壓電器. 2020,56(07)北大核心
【文章頁數(shù)】：8 頁
【部分圖文】：
加速度傳感器位置
主要對OLTC切換過程中可能出現(xiàn)的不同程度儲能彈簧力下降故障進行了模擬。具體來說，通過砂輪磨斷OLTC彈簧倉內(nèi)彈簧的端部來實現(xiàn)，分別去除1圈、4圈主彈簧，故障設置實物圖見圖2。此外，為消除OLTC切換過程中隨機誤差對振動信號測試結果的影響，對OLTC進行了全檔位測試，即從1檔切換至15檔，再反向切換至1檔。限于篇幅，OLTC正常工況下第3-4檔切換過程中測點1-4處的振動信號。見圖3。由圖3可見，OLTC切換過程中的振動信號呈現(xiàn)強時變與非線性特征，且不同測點處振動信號有所不同。OLTC在正常工況與儲能彈簧故障下從3檔升至4檔過程中測點2處的振動信號見圖4。由圖4可見，當OLTC存在儲能彈簧力下降故障時，振動信號的脈沖幅值整體會呈現(xiàn)下降趨勢，信號形態(tài)如脈沖出現(xiàn)的時刻或相鄰脈沖之間的時間間隔等均出現(xiàn)了不同程度的變化，且儲能彈簧磨損4圈的情形更為明顯。為有效識別OLTC的儲能彈簧狀態(tài)，通過探索振動信號重構空間中聚類結果的類間散度來進行分析。
限于篇幅，OLTC正常工況下第3-4檔切換過程中測點1-4處的振動信號。見圖3。由圖3可見，OLTC切換過程中的振動信號呈現(xiàn)強時變與非線性特征，且不同測點處振動信號有所不同。OLTC在正常工況與儲能彈簧故障下從3檔升至4檔過程中測點2處的振動信號見圖4。由圖4可見，當OLTC存在儲能彈簧力下降故障時，振動信號的脈沖幅值整體會呈現(xiàn)下降趨勢，信號形態(tài)如脈沖出現(xiàn)的時刻或相鄰脈沖之間的時間間隔等均出現(xiàn)了不同程度的變化，且儲能彈簧磨損4圈的情形更為明顯。為有效識別OLTC的儲能彈簧狀態(tài)，通過探索振動信號重構空間中聚類結果的類間散度來進行分析。3 結果與分析
【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于相空間重構的變壓器油色譜數(shù)據(jù)最優(yōu)長度選擇方法[J]. 齊波,張鵬,榮智海,李成榕,楊祎,陳玉峰. 中國電機工程學報. 2018(08)
[2]基于改進凝聚層次聚類算法的變壓器繞組及鐵心故障診斷研究[J]. 李敏,陳果,沈大千,陳飛洋,羅宇昆,王昕. 高壓電器. 2018(01)
[3]基于改進變分模態(tài)分解的有載分接開關機械狀態(tài)監(jiān)測[J]. 王冠,劉金鑫,趙彤,張黎. 湖南大學學報(自然科學版). 2017(10)
[4]一種新型有載分接開關及其分析[J]. 李曉明. 高壓電器. 2017(04)
[5]改進PSO-SVM算法的變壓器分接開關故障診斷[J]. 王福忠,石秀立. 電子測量技術. 2016(11)
[6]考慮空間相關性的風電場等值方法[J]. 劉暢,劉天琪,何川. 高壓電器. 2016(05)
[7]一起變壓器有載分接開關事故分析[J]. 楊軍亭,彭鵬,溫定筠,郭光焰,楊照光,張凱. 變壓器. 2016(02)
[8]基于混沌理論和K-means聚類的有載分接開關機械狀態(tài)監(jiān)測[J]. 周翔,王豐華,傅堅,林嘉楊,金之儉. 中國電機工程學報. 2015(06)
[9]變壓器有載分接開關機械性能的在線監(jiān)測及故障診斷[J]. 陳徐晶,王豐華,周翔,何敏娟. 華東電力. 2013(07)
[10]分接開關振動信號EMD熵和小波熵的比較[J]. 高鵬,馬宏忠,張惠峰,陳楷,王春寧. 電力系統(tǒng)及其自動化學報. 2012(04)
碩士論文
[1]基于自然鄰的層次聚類算法研究[D]. 程東東.重慶大學 2016
[2]一種新型有載分接開關的方案和仿真研究[D]. 史玲玲.山東大學 2015
本文編號：2987233
【文章來源】：高壓電器. 2020,56(07)北大核心
【文章頁數(shù)】：8 頁
【部分圖文】：
加速度傳感器位置
主要對OLTC切換過程中可能出現(xiàn)的不同程度儲能彈簧力下降故障進行了模擬。具體來說，通過砂輪磨斷OLTC彈簧倉內(nèi)彈簧的端部來實現(xiàn)，分別去除1圈、4圈主彈簧，故障設置實物圖見圖2。此外，為消除OLTC切換過程中隨機誤差對振動信號測試結果的影響，對OLTC進行了全檔位測試，即從1檔切換至15檔，再反向切換至1檔。限于篇幅，OLTC正常工況下第3-4檔切換過程中測點1-4處的振動信號。見圖3。由圖3可見，OLTC切換過程中的振動信號呈現(xiàn)強時變與非線性特征，且不同測點處振動信號有所不同。OLTC在正常工況與儲能彈簧故障下從3檔升至4檔過程中測點2處的振動信號見圖4。由圖4可見，當OLTC存在儲能彈簧力下降故障時，振動信號的脈沖幅值整體會呈現(xiàn)下降趨勢，信號形態(tài)如脈沖出現(xiàn)的時刻或相鄰脈沖之間的時間間隔等均出現(xiàn)了不同程度的變化，且儲能彈簧磨損4圈的情形更為明顯。為有效識別OLTC的儲能彈簧狀態(tài)，通過探索振動信號重構空間中聚類結果的類間散度來進行分析。
限于篇幅，OLTC正常工況下第3-4檔切換過程中測點1-4處的振動信號。見圖3。由圖3可見，OLTC切換過程中的振動信號呈現(xiàn)強時變與非線性特征，且不同測點處振動信號有所不同。OLTC在正常工況與儲能彈簧故障下從3檔升至4檔過程中測點2處的振動信號見圖4。由圖4可見，當OLTC存在儲能彈簧力下降故障時，振動信號的脈沖幅值整體會呈現(xiàn)下降趨勢，信號形態(tài)如脈沖出現(xiàn)的時刻或相鄰脈沖之間的時間間隔等均出現(xiàn)了不同程度的變化，且儲能彈簧磨損4圈的情形更為明顯。為有效識別OLTC的儲能彈簧狀態(tài)，通過探索振動信號重構空間中聚類結果的類間散度來進行分析。3 結果與分析
【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于相空間重構的變壓器油色譜數(shù)據(jù)最優(yōu)長度選擇方法[J]. 齊波,張鵬,榮智海,李成榕,楊祎,陳玉峰. 中國電機工程學報. 2018(08)
[2]基于改進凝聚層次聚類算法的變壓器繞組及鐵心故障診斷研究[J]. 李敏,陳果,沈大千,陳飛洋,羅宇昆,王昕. 高壓電器. 2018(01)
[3]基于改進變分模態(tài)分解的有載分接開關機械狀態(tài)監(jiān)測[J]. 王冠,劉金鑫,趙彤,張黎. 湖南大學學報(自然科學版). 2017(10)
[4]一種新型有載分接開關及其分析[J]. 李曉明. 高壓電器. 2017(04)
[5]改進PSO-SVM算法的變壓器分接開關故障診斷[J]. 王福忠,石秀立. 電子測量技術. 2016(11)
[6]考慮空間相關性的風電場等值方法[J]. 劉暢,劉天琪,何川. 高壓電器. 2016(05)
[7]一起變壓器有載分接開關事故分析[J]. 楊軍亭,彭鵬,溫定筠,郭光焰,楊照光,張凱. 變壓器. 2016(02)
[8]基于混沌理論和K-means聚類的有載分接開關機械狀態(tài)監(jiān)測[J]. 周翔,王豐華,傅堅,林嘉楊,金之儉. 中國電機工程學報. 2015(06)
[9]變壓器有載分接開關機械性能的在線監(jiān)測及故障診斷[J]. 陳徐晶,王豐華,周翔,何敏娟. 華東電力. 2013(07)
[10]分接開關振動信號EMD熵和小波熵的比較[J]. 高鵬,馬宏忠,張惠峰,陳楷,王春寧. 電力系統(tǒng)及其自動化學報. 2012(04)
碩士論文
[1]基于自然鄰的層次聚類算法研究[D]. 程東東.重慶大學 2016
[2]一種新型有載分接開關的方案和仿真研究[D]. 史玲玲.山東大學 2015
本文編號：2987233
本文鏈接：http://www.sikaile.net/kejilunwen/dianlilw/2987233.html
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