為了更加準確有效地監(jiān)測高壓并聯(lián)電抗器鐵芯和繞組機械狀態(tài),提出了基于混沌理論與蝗蟲優(yōu)化K-means聚類算法的電抗器鐵芯和繞組松動狀態(tài)監(jiān)測方法。首先,對振動信號的混沌特性進行分析,采用C-C法選擇最佳延遲時間和嵌入維數(shù),對電抗器振動信號進行相空間重構;然后,利用蝗蟲算法優(yōu)化傳統(tǒng)K-means聚類算法,從而更加合理地選取初始簇中心,進而通過優(yōu)化后的K-means聚類算法求出重構信號相軌跡的簇中心;最后,根據(jù)簇中心位移矢量和的模值變化對電抗器鐵芯和繞組松動狀態(tài)進行監(jiān)測。研究結果表明:采用Wolf法求得的各測點最大Lyapunov指數(shù)均大于0,證明電抗器振動信號具有混沌特性�；认x優(yōu)化K-means聚類算法有效提高了計算結果的準確性,振動信號相軌跡的簇中心位移矢量和的模值變化能夠有效反映鐵芯和繞組松動故障隱患,從而為電抗器鐵芯和繞組松動狀態(tài)檢修提供了理論依據(jù)。 

【文章來源】：電力自動化設備. 2020,40(11)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：9 頁

【部分圖文】：

HVSR振動信號相空間重構圖

矺-means聚類方法得到的簇中心位移矢量和的模值Table2ModulevaluesofcentraldisplacementvectorsumobtainedbytraditionalK-meansclusteringmethod狀態(tài)正常鐵芯和繞組松動60%鐵芯和繞組松動100%繞組松動100%簇中心位移矢量和的模值測點11.9164.77023.0382.592測點25.8341.1722.7601.622測點32.5483.8048.6672.423測點41.2492.54915.2523.086測點50.4442.05326.2753.931圖4J(C)隨K值的變化曲線Fig.4CurveofJ(C)vs.valueofK圖5利用不同方法得到的4種狀態(tài)下聚類簇中心在相空間的位置Fig.5Positionofclusteringcentersinphasespaceunderfourstatesobtainedbydifferentmethods

apunov指數(shù)，本文利用Wolf算法求解額定電壓下，HVSR的鐵芯和繞組處于4種狀態(tài)時，振動信號的最大Lyapunov指數(shù)，結果如表1所示。由表1可知，4種鐵芯和繞組松動狀態(tài)下，HVSR振動信號的最大Lyapunov指數(shù)均大于0，證明額定電壓下HVSR振動信號具有混沌特性，能夠運用相空間重構分析。4.2HVSR振動信號相空間重構結果根據(jù)相空間重構理論重構圖2中的HVSR振動信號，得到信號的空間相軌跡見圖3。圖中，4種狀態(tài)下振動信號的嵌入維數(shù)均為3，正常狀態(tài)、鐵芯和圖2100%UN電壓等級下，不同狀態(tài)的HVSR表面振動信號Fig.2VibrationsignalonHVSRsurfaceofdifferentstatusundervoltagelevelof100%UN表1最大Lyapunov指數(shù)計算結果Table1CalculatingresultsoflargestLyapunovexponent測點12345最大Lyapunov指數(shù)正常狀態(tài)0.00160.00130.00250.00090.0011鐵芯和繞組松動60%狀態(tài)0.00210.00330.00180.00760.0047鐵芯和繞組松動100%狀態(tài)0.00840.00960.00140.00980.0026繞組松動100%狀態(tài)0.00590.00500.00280.00600.0036圖3HVSR振動信號相空間重構圖Fig.3PhasespacereconstructionofvibrationsignalofHVSR

【參考文獻】：
期刊論文
[1]高海拔地區(qū)750 kV并聯(lián)電抗器現(xiàn)場局部放電試驗方法[J]. 何家欣,康鈞,李江濤,王生杰,于鑫龍,王理麗.  高電壓技術. 2019(09)
[2]基于改進K-means算法的電網(wǎng)運行斷面相似性匹配研究[J]. 梁海平,田潮,王鐵強,曹欣,楊曉東,劉英培.  電力自動化設備. 2019(07)
[3]高壓電抗器匝間短路三維模型計算與分析[J]. 吳書煜,馬宏忠,魏旭,陳軒,許洪華,劉寶穩(wěn),宋開勝.  電力自動化設備. 2019(04)
[4]基于改進Hilbert-Huang變換和支持向量機的高壓斷路器觸頭超程狀態(tài)識別[J]. 楊秋玉,阮江軍,黃道春,莊志堅.  電力自動化設備. 2019(01)
[5]并聯(lián)電抗器振動特性及聲功率級計算[J]. 周兵,王延召,胡靜竹,倪園,萬保權,劉震寰.  高電壓技術. 2019(11)
[6]基于經(jīng)驗小波變換的特高壓并聯(lián)電抗器振動信號分析[J]. 趙若妤,馬宏忠,魏旭,姜寧,田濤,譚風雷.  電工電能新技術. 2019(01)
[7]特高壓并聯(lián)電抗器高性能隔聲裝置研制[J]. 徐征宇,李金忠,葛棟,王曉寧,張書琦,張晨光.  高電壓技術. 2018(07)
[8]基于相空間重構的變壓器油色譜數(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.  中國電機工程學報. 2018(08)
[9]考慮鐵心磁致伸縮與繞組受力的高壓并聯(lián)電抗器振動研究[J]. 張鵬寧,李琳,聶京凱,樊超,程志光.  電工技術學報. 2018(13)
[10]基于脈沖耦合注入的高壓并聯(lián)電抗器繞組故障帶電檢測[J]. 王建,張廣洲,趙曉震,張陵,梁乃峰,姚陳果.  高電壓技術. 2017(03)

碩士論文
[1]基于混沌時間序列的復雜機械系統(tǒng)故障特征提取與狀態(tài)預報[D]. 李穩(wěn)安.東南大學 2004



本文編號：3333762