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故障电弧在线诊断技术研究

郑志成  
【摘要】:在配电系统中出现的故障电弧是导致火灾等灾害发生的重要电气原因之一。特别是当发生串联型故障电弧时,由于线路电流低于传统保护电器的动作阀值而得不到有效保护。此外随着电力电子技术愈来愈广泛地应用,一些电气设备正常工作时的电流特性与故障电弧电流的典型特性相似,使得针对此类非线性负载串联型故障电弧的检测更为困难。因此开展典型非线性负载串联故障电弧的综合实验研究并提出快速可靠的诊断判据具有很强的工程实用价值。 为开展多负载类型下的典型串联故障电弧模拟实验,以便深入研究串联故障电弧诊断算法,本文进行了具有数据自动采集功能的故障电弧模拟综合实验平台的设计,其中包括故障电弧发生器、数据采集单元、实验平台控制系统等,完成了各部分的软硬件设计。以此为基础重点开展了多种典型负载类型的大量实验工作,采集了大量的故障电弧实验数据,并建立了典型负载类型故障电弧数据指纹库,从而为下一步数据分析奠定了重要基础。 通过对实验数据的处理分析,本文提出了一种基于多分辨分析的快速小波变换分析提取故障电弧特征频段的诊断方法,利用基于非参数自适应估计理论的Birge-Massart策略进行阀值求解,结合小波阀值降噪功能对电弧电流进行降噪处理,采用小波熵算法反应故障电弧电流信号的能量分布,并由此提取故障电弧电流中瞬变信号,实现对故障电弧电流信号中低能量瞬变信号的有效提取,从而为串联型故障电弧的诊断提供依据。


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