真空 ›› 2025, Vol. 62 ›› Issue (6): 80-87.doi: 10.13385/j.cnki.vacuum.2025.06.11
周建广
ZHOU Jianguang
摘要: 真空有载分接开关(OLTC)是电力系统的关键,依靠真空灭弧技术来保证电压的稳定调节。然而,在大型医院大负载、大电流条件下,真空退化、接触烧蚀和绝缘污染对运行可靠性构成了重大挑战。本文提出了一种将真空特定振动特性与电参数分析相结合的真空OLTC智能多模态诊断方法。首先,基于真空灭弧的机械动力学,将振动信号构造为Hankel矩阵,利用奇异值分解(SVD)和快速傅里叶变换(FFT)滤波方法消除真空室微振动引起的噪声干扰;其次,从真空电弧能量平衡的角度,提取暂态电流谐波和介质恢复强度等关键电气参数作为故障指标;最后,利用二叉树结构优化的多类支持向量机(SVM)融合振动和电气特征,实现了真空泄漏、接触氧化等6种典型真空相关故障的准确识别。实验结果表明,诊断准确率为98.2%,在早期真空压降检测中具有明显优势。该方法为OLTC真空完整性实时监测提供了一种新颖的解决方案,显著提高了真空功率调节系统的安全性。
中图分类号: TM403.4
| [1] 马丽婷,赵一鉴,邢喜超,等. 真空灭弧室内电弧形态演变研究[J]. 广东电力,2024,37(6):104-110. [2] 蒋原,马速良,武建文,等. 中频真空电弧边缘击穿现象及仿真研究[J]. 电工技术学报,2024,39(9):2887-2895. [3] 袁耀,黄克捷,陈建兴,等.基于WSO-VMD样本熵和SSA-SVM算法的有载分接开关故障诊断方法研究[J].西南大学学报(自然科学版),2024,46(11):203-216. [4] DABAGHI-ZARANDI F, BEHJAT V, GAUVIN M, et al.Using deep learning to detect anomalies in on-load tap changer based on vibro-acoustic signal features[J]. Energies, 2024, 17(7):1665. [5] 梁玄鸿,王有元,古洪瑞.基于换档全过程振动强度的变压器CM型有载分接开关机械故障诊断方法[J].中国电机工程学报,2024,44(10):4145-4157. [6] MAYILSAMY G, LEE S R, JOO Y H.Open-switch fault diagnosis in back-to-back NPC converters of PMSG-based WTS via zero range value of phase currents[J]. IEEE Transactions on Power Electronics, 2023, 39(4): 4687-4703. [7] JOSHI S R, GUPTA S B.Arc location predictor on a 2D composite surface in vacuum[J].IEEE transactions on dielectrics and electrical insulation: A publication of the IEEE Dielectrics and Electrical Insulation Society,2016,23(1):8-13. [8] KHAKPOUR A, FRANKE S, METHLING R, et al.An improved arc model for vacuum arc regarding anode spot modes[J].IEEE Transactions on Dielectrics and Electrical Insulation,2019,26(1):120-128. [9] 乔保振,于胜斌,于清明,等.喷射循环热风加热的变压器真空干燥技术[J].真空,2022,59(2):38-41. [10] 苏紫娜,马军,王晓东,等.改进SVD算法的转子系统轴心轨迹快速提纯研究[J].振动与冲击,2023,42(10):144-154. [11] 陈金立,瞿彦涛,陈宣.基于低秩块Hankel矩阵正则化的阵元故障MIMO雷达DOA估计[J].电讯技术,2024,64(5):717-724. [12] 李永琦. 一种面向"双高"电力系统宽频振荡的模态自适应识别方法[J]. 水电能源科学,2023,41(9):216-220. [13] 刘蔚,李万铨,王明峤,等. 复杂工况下的永磁同步电机典型绕组故障在线诊断[J]. 电工技术学报,2024,39(6):1764-1776. [14] 李翠萍,司文博,李军徽,等.基于集合经验模态分解和多目标遗传算法的火-多储系统调频功率双层优化[J].电工技术学报,2024,39(7):2017-2032. [15] 王安康,王浩磊,王树才.基于三次样条插值法的柱面近场测量欠采样修正算法研究[J].电波科学学报,2024,39(2):339-344. [16] 赵书涛,黄伟杰,刘会兰,等.高压断路器触头烧蚀及电寿命评估研究综述[J].高电压技术,2024,50(2):489-502. [17] 翟小社,彭朝政,高泽熙,等.直流叠加高压脉冲的真空灭弧室老炼技术[J].高电压技术,2023,49(9):3793-3800. [18] 刘晓明,史红菲,陈海,等. 直流真空断路器弧后介质恢复特性影响因素分析[J]. 工程科学与技术,2023,55(3):40-47. [19] 唐佳雄,王巨丰,徐宇恒,等. 爆炸气流灭弧防雷装置试验研究与应用[J]. 电测与仪表,2023,60(2):180-185. [20] 曹瑞钧,郭其一.基于ICEEMDAN-FE和支持向量机的三电平逆变器的故障诊断技术[J].机车电传动,2023,(1):97-103. [21] 刘晓明,张煦松,姜文涛,等. 基于混沌吸引子的真空断路器永磁斥力机构机械故障识别方法[J]. 电工技术学报,2022,37(20):5334-5346. [22] 杨宇欣,张鹏飞,李宝聚,等.基于改进型支持向量机的目标微弱磁异常信号检测方法研究[J]. 现代雷达,2023,45(12):62-68. [23] 孙旭,胡锦涛,程铁军.基于多参数反馈的真空灭弧室集成设备RPA控制引擎设计与动态灭弧优化研究[J].真空, 2025, 62(4): 7-14. [24] 郭婕,温瑞萍,王川龙. 低秩矩阵恢复的混合型增广拉格朗日乘子算法[J]. 高等学校计算数学学报,2022,44(2):187-202. [25] 熊玖琦,刘星.基于支持向量机的顾北煤矿北一矿区三维地质模型构建[J]. 科学技术与工程,2022,22(19):8194-8199. |
| [1] | 孙旭, 胡锦涛, 程铁军. 基于多参数反馈的真空灭弧室集成设备RPA控制引擎设计与动态灭弧优化研究[J]. 真空, 2025, 62(4): 7-8. |
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