儲能彈簧是變壓器有載分接開關(guān)（on-load tap changer,OLTC）進(jìn)行調(diào)壓操作的關(guān)鍵部件,與OLTC的換擋過程成功與否密切相關(guān)。為準(zhǔn)確識別儲能彈簧的機(jī)械故障,文中從OLTC切換過程中振動信號的混沌特性出發(fā),首先對振動信號進(jìn)行了相空間重構(gòu),然后應(yīng)用K-means++聚類算法對高維空間的相點進(jìn)行了聚類分析,其中聚類時的類簇數(shù)目依據(jù)凝聚層次聚類法確定,據(jù)此定義了類間散度來定量描述OLTC振動信號的相點空間分布。以某組合式OLTC為測試對象,對其正常狀態(tài)與存在不同磨損程度的儲能彈簧故障時切換過程中的振動信號進(jìn)行了測試。結(jié)果表明,合理的類簇數(shù)目能有效提高OLTC振動信號聚類分析的準(zhǔn)確度,類間散度能準(zhǔn)確識別OLTC儲能彈簧的不同磨損程度,從而為OLTC機(jī)械狀態(tài)的振動監(jiān)測技術(shù)提供了重要依據(jù)。 

【文章來源】：高壓電器. 2020,56(07)北大核心

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

加速度傳感器位置

主要對OLTC切換過程中可能出現(xiàn)的不同程度儲能彈簧力下降故障進(jìn)行了模擬。具體來說，通過砂輪磨斷OLTC彈簧倉內(nèi)彈簧的端部來實現(xiàn)，分別去除1圈、4圈主彈簧，故障設(shè)置實物圖見圖2。此外，為消除OLTC切換過程中隨機(jī)誤差對振動信號測試結(jié)果的影響，對OLTC進(jìn)行了全檔位測試，即從1檔切換至15檔，再反向切換至1檔。限于篇幅，OLTC正常工況下第3-4檔切換過程中測點1-4處的振動信號。見圖3。由圖3可見，OLTC切換過程中的振動信號呈現(xiàn)強(qiáng)時變與非線性特征，且不同測點處振動信號有所不同。OLTC在正常工況與儲能彈簧故障下從3檔升至4檔過程中測點2處的振動信號見圖4。由圖4可見，當(dāng)OLTC存在儲能彈簧力下降故障時，振動信號的脈沖幅值整體會呈現(xiàn)下降趨勢，信號形態(tài)如脈沖出現(xiàn)的時刻或相鄰脈沖之間的時間間隔等均出現(xiàn)了不同程度的變化，且儲能彈簧磨損4圈的情形更為明顯。為有效識別OLTC的儲能彈簧狀態(tài)，通過探索振動信號重構(gòu)空間中聚類結(jié)果的類間散度來進(jìn)行分析。

限于篇幅，OLTC正常工況下第3-4檔切換過程中測點1-4處的振動信號。見圖3。由圖3可見，OLTC切換過程中的振動信號呈現(xiàn)強(qiáng)時變與非線性特征，且不同測點處振動信號有所不同。OLTC在正常工況與儲能彈簧故障下從3檔升至4檔過程中測點2處的振動信號見圖4。由圖4可見，當(dāng)OLTC存在儲能彈簧力下降故障時，振動信號的脈沖幅值整體會呈現(xiàn)下降趨勢，信號形態(tài)如脈沖出現(xiàn)的時刻或相鄰脈沖之間的時間間隔等均出現(xiàn)了不同程度的變化，且儲能彈簧磨損4圈的情形更為明顯。為有效識別OLTC的儲能彈簧狀態(tài)，通過探索振動信號重構(gòu)空間中聚類結(jié)果的類間散度來進(jìn)行分析。3 結(jié)果與分析

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于相空間重構(gòu)的變壓器油色譜數(shù)據(jù)最優(yōu)長度選擇方法[J]. 齊波,張鵬,榮智海,李成榕,楊祎,陳玉峰.  中國電機(jī)工程學(xué)報. 2018(08)
[2]基于改進(jìn)凝聚層次聚類算法的變壓器繞組及鐵心故障診斷研究[J]. 李敏,陳果,沈大千,陳飛洋,羅宇昆,王昕.  高壓電器. 2018(01)
[3]基于改進(jìn)變分模態(tài)分解的有載分接開關(guān)機(jī)械狀態(tài)監(jiān)測[J]. 王冠,劉金鑫,趙彤,張黎.  湖南大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2017(10)
[4]一種新型有載分接開關(guān)及其分析[J]. 李曉明.  高壓電器. 2017(04)
[5]改進(jìn)PSO-SVM算法的變壓器分接開關(guān)故障診斷[J]. 王福忠,石秀立.  電子測量技術(shù). 2016(11)
[6]考慮空間相關(guān)性的風(fēng)電場等值方法[J]. 劉暢,劉天琪,何川.  高壓電器. 2016(05)
[7]一起變壓器有載分接開關(guān)事故分析[J]. 楊軍亭,彭鵬,溫定筠,郭光焰,楊照光,張凱.  變壓器. 2016(02)
[8]基于混沌理論和K-means聚類的有載分接開關(guān)機(jī)械狀態(tài)監(jiān)測[J]. 周翔,王豐華,傅堅,林嘉楊,金之儉.  中國電機(jī)工程學(xué)報. 2015(06)
[9]變壓器有載分接開關(guān)機(jī)械性能的在線監(jiān)測及故障診斷[J]. 陳徐晶,王豐華,周翔,何敏娟.  華東電力. 2013(07)
[10]分接開關(guān)振動信號EMD熵和小波熵的比較[J]. 高鵬,馬宏忠,張惠峰,陳楷,王春寧.  電力系統(tǒng)及其自動化學(xué)報. 2012(04)

碩士論文
[1]基于自然鄰的層次聚類算法研究[D]. 程東東.重慶大學(xué) 2016
[2]一種新型有載分接開關(guān)的方案和仿真研究[D]. 史玲玲.山東大學(xué) 2015



本文編號：2987233