智能高压断路器故障诊断关键技术地研究

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1、东南大学学位论文独创性声明嬲万方数据本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。研究生繇虬眦丝监兰l东南大学学位论文使用授权声明东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸

2、质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可以公布(包括以电子信息形式刊登)论文的全部内容或中、英文摘要等部分内容。论文的公布(包括以电子信息形式刊登)授权东南大学研究生院办理。研究生签名：丑篮导师签名日期：迦!竺!』!兰!万方数据摘要摘要作为电力系统中重要的控制和保护设备，高压断路器性能的可靠性将直接影响到电力系统的安全与稳定运行。高压断路器的绝大部分事故来源于机械方面的原因，而弹簧操动机构作为高压断路器最主要的开合部件，其运行的可靠性与稳定性直接决定了断路器的性能。针对传统的“定期监测”存在盲目性大、费用高、利用率

3、以及可靠性较低等严重的不足之处，提高高压断路器工作状态的检修水平，进行科学的状态检修，具有重要的经济意义和技术意义。针对目前我国在断路器状态检修方面存在的不足，在已有的研究成果基础上，本文针对高压真空断路器的故障诊断展开了相关研究。首先，以弹簧操动机构为例，对高压断路器弹簧操动机构的基本结构和动作原理进行了描述，并确定了主要的监测量。然后，文中设计了一套高压开关柜在线监测与故障诊断系统，包括采样单元和上位机单元两大部分。采样单元是一种基于ARM和FPGA双核的数据采集与通信模块，上位机单元是一个小型工控机系统。C}j}是一种可运行于．NETFr

4、amework之上的高级程序设计语言，文中随后着重介绍了基于C稃的上位机软件的设计，主要涉及人机界面的设计、网络通信、串口通信等方面。算法亦为故障诊断中重要的环节之一。最后，文中提出了基于核主元分析的故障诊断算法。鉴于该算法具有非常好的非线性特性，将其应用于高压断路器中，经过统计建模与在线监测两个步骤，可对采样数据进行很好的模式分类，并对潜在故障做出及时的判断。现场试验结果表明，本文在详细的理论基础上设计的在线监测与故障诊断系统，能够有效地实现高压断路器的数据采集、存储、处理、运算、通信等功能，满足智能电网故障诊断的要求。关键词：高压断路器；故

5、障诊断；监测量信号；c≠≠；非线性；核主元分析；万方数据AbstractAsimportantcontrolandprotectionequipmentinelectricpowersystem，highvoltagecircuitbreakers’conditionstatuswilldirectlyaffectthesafeandsteadyoperationofthepowersystem．Majoritiesofaccidentsinhiighvoltagecircuitbreakersarousefrommechanicalreaso

6、ns．Moreover，performancesofhighvoltagecircuitbreakersareordinarilydeterminedbyspringactuators’operationreliabilitiesandstabilities，whichareessentialopeningandclosingcomponentsofhighvoltagecircuitbreakers．Traditionalregularmonitoringhasseriousdisadvantageslikeworkingblindness，

7、highcost，lowutilizationandreliability．Therefore，ifthelevelofmaintenanceofoperationstatusandimplementcondition-basedmaintenanceCanbeimproved，wewillobtainimportanteconomicandtechnologicsignificance．Inordertomakeuptheshortcomingsofcondition—basedmaintenance，faultdiagnosisofhigh

8、voltagevacuumcircuitbreakersisconductedinthispaperbasedontheexistingresearc