高压断路器分合闸振动过程突变点的两阶段辨识方法

doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2023.01.005

电器与能效管理技术 ›› 2023, Vol. 0 ›› Issue (1): 28-33.doi: 10.16628/j.cnki.2095-8188.2023.01.005

高压断路器分合闸振动过程突变点的两阶段辨识方法

陈昊¹, 徐伟伦¹, 沙浩源², 姚龙华¹, 王伟亮², 徐鹏²

1.国网江苏省电力有限公司南京供电分公司, 江苏南京 210019
2.国网江苏省电力有限公司超高压分公司, 江苏南京 211102

收稿日期:2022-09-06 出版日期:2023-01-30 发布日期:2023-03-09
作者简介:陈昊(1980—),男,研究员级高级工程师,博士,主要从事高压电网变电运检工作。|徐伟伦(1996—),男,主要从事电力智能装置方向的研究。|沙浩源(1996—),男,工程师,主要从事电力大数据分析、继电保护方向的研究。
基金资助:
国家自然科学基金项目(51807028)

Two-Step Identification Method of Breakpoint in Opening and Closing Vibration Process of HV Circuit Breaker

CHEN Hao¹, XU Weilun¹, SHA Haoyuan², YAO Longhua¹, WANG Weiliang², XU Peng²

1. Nanjing Power Supply Branch Company,State Grid Jiangsu Electric Power Co.,Ltd., Nanjing 210019, China
2. EHV Branch Company,State Grid Jiangsu Electric Power Co.,Ltd., Nanjing 211102, China

Received:2022-09-06 Online:2023-01-30 Published:2023-03-09

摘要/Abstract

摘要：

高压断路器分合闸的振动信号富有机械故障信息,基于振动信号信息的断路器机械诊断研究具有重要的工程应用价值。为提升断路器分合闸过程中振动信号的采集效率,提出了一种基于高压断路器分合闸振动过程突变点的两阶段辨识方法。首先,通过第一阶段动态异方差检验初步判断突变发生,其次,通过第二阶段基于潜在突变时刻集的条件方差突变检验确定突变点。进而构建信号采集通道的切换机制,在不提升硬件条件的同时提高了采集效率。最后通过江苏电网的实际应用验证了文中所提出的两阶段辨识方法的有效性。

关键词: 高压断路器, 机械故障诊断, 在线监测, 突变点, 智能运维

Abstract:

Mechanical fault information is rich in the vibration signal during the closing and opening process of HV circuit breaker,the study on the mechanical diagnosis of circuit breaker based on vibration signal information is of practical value in the engineering.To promote the efficiency of the signal acquisition during the closing and opening process of HV circuit breaker,a two-step identification method of the breakpoint in closing and opening vibration process of HV circuit breaker is proposed.Firstly,the sudden change is preliminary detected by the dynamic heteroscedasticity test in the first step.Secondly,the breakpoint is detected by conditional variance test based on the potential mutation moment set in the second step.Moreover,the switching mechanism of the signal acquisition channel is proposed,and the acquisition efficiency is promoted without the additional hardware.Finally,the practical application in Jiangsu power grid verifies the effectiveness of the proposed two step identification method.

Key words: HV circuit breaker, mechanical fault diagnosis, online monitoring, breakpoint, intelligent maintenance

中图分类号:

TM561

陈昊, 徐伟伦, 沙浩源, 姚龙华, 王伟亮, 徐鹏. 高压断路器分合闸振动过程突变点的两阶段辨识方法[J]. 电器与能效管理技术, 2023, 0(1): 28-33.

CHEN Hao, XU Weilun, SHA Haoyuan, YAO Longhua, WANG Weiliang, XU Peng. Two-Step Identification Method of Breakpoint in Opening and Closing Vibration Process of HV Circuit Breaker[J]. LOW VOLTAGE APPARATUS, 2023, 0(1): 28-33.

图/表 6

图1

图2

图3

图4

图5

表1

两阶段辨识法的使用效果

事项	数量
断路器分合次数/次	26
形成振动信号记录次数(N)/次	26
成功识别自由振动和受迫振动分界点/次	26
其中:识别出单一潜在突变时刻/次	20
多潜在突变时刻优选出分界点/次	6
分量程采集次数(a)/单通道采集次数(N-a)	24/2
通道切换效率 $η 1 / %$	92.3
通道利用效率η₂/%	30.3
传统模式的通道利用效率 $η ~ 2$ /%	11.2

表1

参考文献 22

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