基于信息融合的配电柜故障电弧预报警系统算法研究

【摘要】：本文在全面分析目前故障电弧预警系统存在主要问题的基础上,结合国内外故障电弧检测诊断研究现状,设计出了一套基于信息融合技术的配电柜故障电弧预报警系统。该系统包括燃弧前的弧声预警和燃弧后的故障电弧报警两部分。弧声预警系统以燃弧前的弧声信号为预警信号,通过对多个FOM光纤声音传感器检测到的弧声进行检测级融合,从而得出准确的预警判决信号;故障电弧报警系统以燃弧后的弧光、电压和电流信号为报警依据,通过选用高灵敏度SG01系列的紫外光电传感器、WB系列电压传感器和SML系列电流传感器,分别对燃弧后的三类信号进行检测,然后在目标识别级进行融合,进而得出故障电弧的精确报警信号。 论文系统研究了信息融合系统的功能模型和各融合层次的结构模型,分别设计了并行结构的弧声检测融合模型和弧光、电压及电流的决策层属性融合结构模型。通过对分布式检测融合中各种融合规则的比较,确立了基于贝叶斯最小风险准则下弧声预警信号融合算法;通过比较基于D-S证据理论的目标识别融合算法和基于DSmT的目标识别融合算法,在全面考虑故障电弧燃弧时的弧光、电压和电流信号特征,提出了基于DSmT的故障电弧识别融合算法。 论文对基于贝叶斯最小风险准则下弧声预警信号融合算法进行了MATLAB仿真,对基于DSmT的故障电弧识别融合算法进行了实例分析,结果表明这些算法故障检测效果良好,进而表明所设计的预警系统全面提高了故障电弧预警系统的有效性和准确性,降低了系统的虚警和漏报率,减小了灵敏度与误报率的冲突,保证了系统运行的稳定性和可靠性。