本文關(guān)鍵詞：基于CAN總線的煤礦地面10kV開關(guān)柜在線監(jiān)測研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：作為連接電網(wǎng)和礦井供電系統(tǒng)的樞紐設(shè)備,煤礦地面10kV開關(guān)柜的運行狀況對煤礦供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性起著至關(guān)重要的影響作用。因此,實時地對煤礦地面10kV開關(guān)柜的運行狀態(tài)進行在線監(jiān)測和診斷是非常必要的。本文受河南省產(chǎn)學(xué)研項目——“煤礦變電站配電設(shè)備及下井電纜運行狀態(tài)檢修決策系統(tǒng)”(項目編號:132107000027)的資助,為實現(xiàn)開關(guān)柜設(shè)備的智能化、網(wǎng)絡(luò)化改造,開展對礦用高壓開關(guān)柜運行狀況在線監(jiān)測與機械故障診斷的研究,提出了基于CAN總線的煤礦地面10kV開關(guān)柜在線監(jiān)測與診斷系統(tǒng)。依據(jù)所需監(jiān)測的狀態(tài)數(shù)據(jù),文章設(shè)計了整個系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)并搭建系統(tǒng)的硬件平臺,以工業(yè)控制計算機為上位機,采用LabVIEW編寫上位機數(shù)據(jù)處理和監(jiān)測軟件,憑借CAN總線實時性強、可靠性高、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)易于擴展的優(yōu)勢,系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)同時對多臺開關(guān)柜運行狀況的實時、全面、準(zhǔn)確的在線監(jiān)測。此外,文章對經(jīng)驗?zāi)B(tài)分解法進行邊界延拓,克服了其在分解過程中的端點效應(yīng),以此改進的EMD分解法將斷路器機械振動信號分解為有限個相互獨立的IMF函數(shù),以各IMF包絡(luò)的能量熵特征值作為RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入,采用可快速收斂且分類能力良好的交替梯度法訓(xùn)練RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型,實現(xiàn)了利用振動信號對斷路器機械故障的準(zhǔn)確診斷。最后,以KYN28A-12(Z)型高壓開關(guān)柜(配ZN63A-12型彈簧操動機構(gòu)真空斷路器)為測試對象,現(xiàn)場調(diào)試結(jié)果表明在線監(jiān)測系統(tǒng)具有很高的可靠性和精確度,可實時、全面地掌握開關(guān)柜的運行狀況。運用改進的EMD分解、IMF能量熵和交替梯度算法訓(xùn)練的RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)合的診斷方法,能夠相當(dāng)快速和準(zhǔn)確地識別出斷路器的常見機械故障類型,切實地為煤礦高壓開關(guān)柜的檢修提供決策依據(jù)。
【關(guān)鍵詞】：10kV開關(guān)柜 在線監(jiān)測 狀態(tài)診斷 CAN總線 邊界延拓 EMD分解 RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)
【學(xué)位授予單位】：河南理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TD61;TM591
【目錄】：

• 致謝4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 1 緒論10-16
• 1.1 研究意義與背景10-11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-13
• 1.3 本文的主要研究工作13-14
• 1.4 本章小結(jié)14-16
• 2 開關(guān)柜的結(jié)構(gòu)特點及在線監(jiān)測內(nèi)容16-20
• 2.1 煤礦地面 10kV開關(guān)柜的結(jié)構(gòu)特點16
• 2.2 10kV開關(guān)柜在線監(jiān)測內(nèi)容16-18
• 2.3 本章小結(jié)18-20
• 3 在線監(jiān)測系統(tǒng)硬件設(shè)計20-52
• 3.1 在線監(jiān)測系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)20-22
• 3.2 監(jiān)測原理及傳感器選型22-35
• 3.2.1 下井電纜絕緣監(jiān)測22-25
• 3.2.2 母排與隔離開關(guān)觸頭溫度監(jiān)測25-26
• 3.2.3 斷路器真空度監(jiān)測26-29
• 3.2.4 斷路器振動信號監(jiān)測29-31
• 3.2.5 分合閘速度監(jiān)測31-34
• 3.2.6 脫扣器老化程度監(jiān)測34-35
• 3.2.7 斷路器動作事件記錄35
• 3.3 信號處理模塊及采集卡選型35-40
• 3.3.1 信號處理模塊35-38
• 3.3.2 數(shù)據(jù)采集卡38-40
• 3.4 電源模塊選型40-43
• 3.5 總線通訊系統(tǒng)設(shè)計43-48
• 3.5.1 現(xiàn)場總線技術(shù)43-44
• 3.5.2 CAN總線的特點及數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)44-47
• 3.5.3 CAN總線通訊網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計47-48
• 3.6 硬件電路接線圖48-50
• 3.7 本章小結(jié)50-52
• 4 上位機在線監(jiān)測軟件設(shè)計52-62
• 4.1 LabVIEW圖形化編程語言52-53
• 4.2 數(shù)據(jù)的軟件濾波53-55
• 4.3 系統(tǒng)軟件總體設(shè)計55-57
• 4.4 在線監(jiān)測界面設(shè)計57-60
• 4.5 主要功能程序設(shè)計60-61
• 4.6 本章小結(jié)61-62
• 5 高壓開關(guān)柜機械特性診斷研究62-72
• 5.1 機械特性診斷方法選取62-64
• 5.2 邊界延拓的EMD分解法64-67
• 5.3 交替梯度訓(xùn)練的RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)67-69
• 5.4 機械特性診斷流程69-70
• 5.5 本章小結(jié)70-72
• 6 系統(tǒng)調(diào)試與結(jié)果分析72-84
• 6.1 在線監(jiān)測結(jié)果分析72-77
• 6.1.1 母排與隔離開關(guān)觸頭溫度在線監(jiān)測72-73
• 6.1.2 真空度在線監(jiān)測73-74
• 6.1.3 電纜絕緣取樣電壓和電流在線監(jiān)測74-75
• 6.1.4 斷路器機械特性在線監(jiān)測75-77
• 6.1.5 斷路器動作事件記錄77
• 6.2 機械特性診斷結(jié)果分析77-83
• 6.3 本章小結(jié)83-84
• 7 結(jié)論與展望84-86
• 7.1 結(jié)論84-85
• 7.2 后續(xù)研究展望85-86
• 參考文獻86-90
• 作者簡歷90-92
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集92

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4 本報記者 倪e

本文編號：289296