故障定位系统综述
第一章系统设计概述
1.1系统概述
本项目利用现代科技、电子信息和通信技术，对配网线路的短路和单相接地故障进行监测，能迅速给出故障具体地理位置和故障时间的指示信息，帮助维修人员迅速赶赴现场，排除故障，恢复正常供电，大大提高供电可靠性。该系统的建成还能有效地提高配网设备健康水平和运行管理水平，降低故障判断对人的经验依赖，减少和缩短设备检修停电操作时间和范围。
本系统基于故障指示器技术、单相接地故障检测技术和现代通信技术，在配网故障后，它能够在故障后的几分钟内将故障线路和故障地点等信息通过GSM 网络传送至控制中心的计算机，在屏幕上显示出故障具体地理位置和故障时间的指示信息，帮助维修人员迅速赶赴现场，排除故障，恢复正常供电
1.2系统实施意义
配电网直接联系用户，其可靠供电能力和供电质量既是电力企业经济效益的直接体现，又对应着不可估量的社会效益。配电网故障自动定位作为配电自动化的一个重要内容，对提高供电可靠性有很大影响，也得到了越来越多的重视。
配电系统因为分支线多而复杂，在中国发生短路故障时一般仅出口断路器跳闸，即使在主干线上用开关分段，也只能隔离有限的几段，要找出具体故障位置往往需耗费大量人力、物力和时间。故障查找在中国虽研究较多，也有各种成型产品提供，但基本上都需人工现场查找，自动化水平不高。
故障定位系统是基于故障指示器技术和GIS（地理信息系统）技术的一套自动高效的故障点检测及定位系统，主要用于配电系统各种短路故障点的检测和定位，包括相间短路和单相接地故障。配电控制中心的故障定位软件系统与大量现场的故障检测和指示装置相配合，在故障发生后的几分钟内即可在控制中心通过与地理信息系统的结合，给出故障位置和故障时间的指示信息，帮助维修人员迅速赶赴现场，排除故障，恢复正常供电，大大提高供电可靠性，同时大大减少故障巡线人员的劳动强度，提高工作效率。
1.3层次结构
故障定位系统由以下几部分组成：安装在局内的主站（后台）监控系统、安装在线路上的故障指示器及故障信号接收处理的数据转发站、安装在变电站内
(或线路上配电变压器附近)的配电自动化柜、提供中心站和数据转发站之间通信联系的通信系统。
1.4与其他系统的互联
系统具有标准的对外接口和通信协议，便于与目前的GIS和DMS系统进行对接，实现故障信息共享。
信息数据的共享可以通过通信进行数据交换实现，也可以通过共享数据库的形式实现。通过通信实现时，系统通过RS-232口，以IEC8705-101协议向其他系统汇报故障信息（故障点位置和发生时间）；通过共享数据库实现时，系统主站直接将故障信息以特定格式写入数据库，供其他系统调用。
1.5系统的原理
整个系统图如下图所示：
故障探头（FD ）安装在各线路分支处的分支线上,系统出现短路或单相接地故障时，故障探头检测到短路故障电流，驱动显示回路，给出当地指示。同时架空线路的故障指示器通过内置的短距离无线通讯装置，将动作信号传送给相隔2-30m 的数据转发站。数据转发站安装在线路的分支处，通过无线接收装置，可以接收6只故障探头（分别在两个分支的6相线路上）发送过来的动作信息。数据转发站具有独立的电源和标准的通讯接口（RS232），在收到动作信息后，将地址信息和故障信息通过通讯口，借助于GSM 网络，发回中心站。电缆系统的故障指示器将故障信息通过本地光纤网送给FTU ，FTU 利用GSM 网将该信息发给中心站。
通讯系统可借助于GSM 网络，在数据转发站和主站处配备具有RS232接口的可接入GSM 网络的无线通讯模块，为中心站系统及各数据转发站建立通信联系。中心站接收数据转发站发来的信息，并将故障信息送给主站。
主站监控软件将从中心站接收到的这些故障信息，进行网络拓扑计算分析，容错处理，显示故障点地理位置信息，运行维修人员可以根据这些信息直接到故障点排除故障。
FD ： Fault Detector 故障探头 ST ：
Sub-transmitter 发射子站 SFI-RS ：
带触点指示输出的故障指示器 FTU ：
开闭站内或现场安装的子FTU RBS ： Base Station GSM 接收总站 RP ： Repeater 无线中继站 图一
为检测中性点不直接接地系统的单相接地故障，需要增加一个配电自动化柜，用于在单相接地故障发生时在变电站自动向相应线路注入用于单相接地故障探测的信号。
1.6系统的特点
系统特点可以归结为以下几点：
1．采用GSM进行通信，降低用户的通信系统维护费用
2．数据转发站采用微功耗设计，简化了安装工作，减少传统取能方式（安装PT）给系统带来故障隐患的可能
3．系统可以实现工厂化生产，减少现场通信调试工作
4．系统自成体系，既可独立运行，也可与GIS和DMS系统互连，实现数据共享
5．特殊的低功耗设计，使等候功耗仅为20mW
6．完善的主站容错软件，使系统出现某些故障时，依然能够正确判断故障位置，并防止误报
7．GIS支撑环境，使故障可以进行直观的显示
8．可靠的数据转发站和中心站系统，即使在主站不能正常工作的情况下，也可以保证信息不被丢失
9．强的抗恶劣环境性能，探头和子站可以在-30~70度的环境下正常工作
1.7系统的环境条件
系统的使用环境：
户外部分：子站工作温度-30?C~70?C，湿度5%~95%，无凝露
探头工作温度-45?C~70?C
户内部分：主站工作温度0?C~55?C，湿度5%~95%，无凝露
中心站工作温度-10?C~70?C，湿度5%~95%，无凝露
通信部分：GSM信号覆盖到的区域
1.8系统的标准和设计思想
1.8.1 标准
本系统依据以下标准：
《远动终端通用技术条件》GB/T13729
《地区电网调度自动化功能规范》DL/T550
《配电自动化系统远方终端》DL/T721
《配电自动化系统功能规范》DL/T814
《循环式远动规约》DL451
《电信设备和系统的高低频电磁兼容性改善技术要求》YDC 029
1.8.2 设计思想
（1）系统的目的是解决在分支较多、结构复杂的配电网中查找接地和短路故障点较难的问题，为线路维护人员在短时间内提供直观、
可靠的故障信息。
（2）系统安装方便，便于带电操作，安装维护不影响正常供电。
（3）采用GSM进行信息传送，降低用户自建通信系统的费用和对通信系统的日常维护。
（4）数据转发站采用微功耗设计，避免系统设备与线路一次设备有直接的电气连接，减少系统故障点，降低系统造价，提高系统的可
维护性。
（5）主站采用GIS背景的显示方法，使故障点显示的更加清晰和直观。软件设计上，采用了面向对象的技术，大大提高了软件的可
靠性、可继承性、可维护性和可扩充性。
（6）在目前配网自动化系统的其他软件（如GIS，DMS）不太成熟的情况下，系统自成体系，尽量避免故障判断、显示、存储对其他
系统的依耐性。
第二章主站系统
故障定位系统主站系统的主要作用是搜集中心站传送的故障信息，对其进行纠错、校正后，通过网络拓扑分析和计算找出故障位置及故障通路，并在GIS的地理背景上进行显示，给出直观的故障信息，同时进行记录和保存，
便于以后查找。
2.1主站系统的技术原则
主站系统依据的原则是：
（1）具有友好的人机界面，便于运行人员的使用、故障查询和日常维护。
（2）采用基于MAPOBJECT的地理信息系统，对系统资源占用小，更有利于系统软件的稳定运行。
（3）采用了面向对象的技术，大大提高了软件的可靠性、可继承性、可维护性和可扩充性。
（4）系统支持windows2000等目前主流操作系统，具有声、光报警等明显提示。
2.2主站系统的总体结构
主站系统的总体结构可以表示成如下的形式：
该系统采用层次式结构，硬件/软件平台主要用来实现程序启动、通信物理链路层处理，得到的数据进行校验处理后进入数据库（实时数据库、历史数据库和GIS数据库），这些数据库的数据结合配电网的网络模型和SCADA 系统，在FLS应用系统中进行容错判断、修补等处理后，在GIS背景系统中进行显示，同时驱动声光报警装置，并生成相应的报表、记录等。
2．3主站系统的硬件配置
主站硬件具体配置如下：
1台华北工控RackMount PC工控机：
?CPU 为PIII 600
?512 MB主存
?80GB硬盘
?48倍速光盘驱动器
?2*10MB/100MB自适应网卡
?1台17”的液晶显示器
2．4主站系统软件的功能介绍
主站的主要功能有：
1．故障指示器动作信息和网络拓扑数据的实时搜集
故障定位系统在收集故障指示器动作信息和网络拓扑数据时，要遵循以下两个基本原则：
●故障指示器动作信息的完整性原则
一般来讲，各故障指示器的动作信息到达通讯主站的时间是不同步的，在一个采样周期内采集到的故障指示器动作信息很可能是不完整的。因此，该系统假定：如果在若干个周期内没有新的故障指示器动作信息到达，则故障指示器动作信息已经搜集完整。这样，即使在系统发生多重故障时，也能够保证故障指示器动作信息的完整性。
●故障指示器的动作信息和网络拓扑数据的一致性原则
由于故障指示器的动作信息和开关动作到达通讯主站的时间也是不同步的，而故障定位是以故障前的网络拓扑状态为基础的。因此，系统在实时数据采集时随时保留故障前的开关状态，待搜集到完整的故障指示器动作信息时，作为拓扑分析的基础。
2．故障通路和故障点的查找
故障通路和故障点的确定是故障定位系统主站软件的核心。首先，输入故障前网络的开关状态和故障指示器的动作信息，调用拓扑分析程序，从网络中提取各条馈线包含的支路，并按照宽度优先法扩展支路的次序将其保存在一个双向链表中。接着，对每条馈线，从线路末端开始查找出最后一个判断为正确动作的故障指示器，对应的支路即为故障点。
3．纠错和补漏
通讯主站在采集故障指示器动作信息时，偶尔会出现误报和漏报，故障指示器本身也会出现异常。因此，纠错和补漏是故障定位系统的一
个必不可少的组成部分。本系统设计了一个智能纠错模块，它在网络拓扑分析过程中，不但可以有效地滤除错报的指示器信息，而且可以自动填补漏报的指示器信息。
4．GIS支撑平台
故障定位系统以地理信息系统GIS为图形支撑平台，既可以单独运行，也可以作为DMS的一个高级应用与SCADA系统集成。系统的核心算法（如拓扑分析、故障查找、纠错和补漏）是采用组件技术实现的，GIS平台采用了MapObjects 2.0组件。除了基本的GIS功能，如显示、放大缩小和漫游等，本系统在GIS平台上实现了如下特有的功能：（1）以不同的颜色显示故障通路；（2）不断闪烁故障支路直至调度员清除；
（3）以不同的颜色显示动作不正确的故障指示器以提醒调度员；（4）保存、打印故障信息以便故障重演和分析。
第三章中心站
可靠性指标：
CPU负载＜12％
系统MTBF ＞20,000小时
主要设备的寿命正常使用年限10年
电气性能指标：
电源输入
电压220V AC/DC
功耗＜3W
串行接口对外：2个带隔离RS232，2个带隔离RS485/RS232 以太网接口1个带隔离的10BASE-T
环境温度-40℃～75℃
相对湿度5% ～95%
电源耐浪涌电压2000V
外形及安装尺寸：
标准机柜19英寸宽、2U高
整体重量：
净重：≤2kg
第四章数据转发站系统
架空线的数据转发站一般安装在线路分支点处，它能接收两个分支共6个FD的编码信息，它与FD的关系是1个子站对3只（主干线）或6只（分支点）为一组，收到的动作信息通过处理后，经过地址编码和时序控制，由GSM通信模块发射出去。
电缆系统可以用分离式故障指示器SFI-SR与装在线路上的FD配套使用，FD检测到故障后，送出编码信号，与之相配套的SFI-SR接收到信号后进行解码，给出故障信息指示，同时驱动继电器触点改变原状态。继电器触点的正常状态，可由用户根据需要自己整定，当设为常开触点输出时，则故障后触点自动闭合；如设为常闭触点，则故障后触点由闭合自动转换为开断状态。将其与FTU配合使用，可通过FTU集中将信号用GSM通信送回监控中心，
4.1数据转发站系统简介
数据转发站系统如下图所示。
整个系统由接收板、数据转发站站控制板、GSM通信板构成，接收板接收探头发送的无线编码信号，经过解码后送给数据转发站控制板，数据转发站控制板进行解密和比较验证，确认信息是否是该数据转发站管辖的探头发送的故障信息，如果是，则通过串口将信息传送给GSM通信板，否则，放弃该信息。GSM通信板得到该信息后，以短消息的方式将该信息传送给主站系统。
4. 2数据转发站系统的技术特点
数据转发站系统的技术特点为：
1．短距离无线传输信息，避免系统与一次设备直接接触，减小该系统的安装给一次系统增加故障点的可能性。
2．微功耗设计，采用微功耗MCU和特殊唤醒模式，减小系统的功耗，减轻后备电源的压力。
3．每帧信息长达66位，其中包括34位的固定信息，32位的跳变信息。最大密码量为7.38×1019。因此可以有效防止误动
4．完善的电源管理系统，可以最大限度的延长后备电源的使用寿命和待机时间。
500kV输电线路故障诊断方法综述_魏智娟
2012年第2期 1 500kV 输电线路故障诊断方法综述 魏智娟1 李春明2 付学文1 （1.内蒙古工业大学电力学院，呼和浩特 010080；2.内蒙古工业大学信息学院，呼和浩特 010080） 摘要 对近几年国内外具有代表的中外文献进行了学习研究，重点论述了输电线路故障诊断的四种方法：阻抗法，神经网络和模糊理论等智能算法，小波理论，行波法。综合输电线路的四种故障诊断方法，建议采用小波熵原理对输电线路故障模型进行故障类型识别，运用基于小波熵的单端行波测距方法实现故障定位。 关键词：故障诊断；阻抗法；智能算法；小波理论；行波法 The Survey on Fault Diagnosis in the 500kV Power Transmission Lines Wei Zhijuan 1 Li Chunming 2 Fu Xuewen 1 （1.The Power College of Inner Mongolia University of Technological, Inner Mongolia, Hohhot 010080; 2.The Information College of Inner Mongolia University of Technological, Inner Mongolia, Hohhot 010080） Abstract Based on the overview of typical literatures at home and abroad, this research focused on the four methods of failure diagnosis of transmission lines, namely, Impedance method, Intelligent method such as Neural Network Theory and Fuzzy Theory, Wavelet Theory and Traveling Wave method. And based on the synthesis of the four methods, this research suggested that simulation should be conducted to the failure models of transmission line by applying Wavelet Entropy Principle and the results of the simulation should be analyzed in order to identify the failure types; and the failure simulation should be conducted by the single traveling wave distance-testing method of wavelet entropy, and the results of the simulation should be analyzed in order to realize failure location. Key words ：failure diagnosis ；impedance method ；intelligent algorithm ；the Wavelet Theory ；the traveling wave method 超高压输电线路是电力系统的命脉，它担负着传送电能的重任，其安全可靠运行是电网安全的根本保证。输电线路在实际运行中经常发生各种故障，如输电线路的鸟害故障[1]、输电线路的风偏故障等[2]，及时准确地对输电线路进行故障诊断就显得非常重 要。国家电网公司架空送电线路运行规程明确规定 “220kV 及以上架空送电线路必须装设线路故障测 距装置”[3-4]。由于我国幅员辽阔，地形地貌的多样 性致使输电线路工作环境极为恶劣，输电线路发生 故障导致线路跳闸、电网停电，对电力系统安全运 行造成了很大威胁，所以，在线路发生故障后迅速 准确地进行故障诊断，减少因故障引起的停电损失， 降低寻找故障点的劳动强度，尽最大可能降低对整 个电力系统的扰动程度，确保电力系统的安全可靠稳定运行具有十分重要的意义。本文在总结前人的基础上，重点论述了超高压输电线路的4种故障诊断方法，建议采用小波熵原理对输电线路故障类型 进行故障识别，利用基于小波熵的单端行波测距方法实现故障定位。 1 输电线路故障诊断 当输电线路发生故障时，早先的故障定位通常是由经验丰富的运行人员在阅读故障录波图的基础上，综合电力用户提供的信息，进行预测、判断可能出现的故障位置，然后派巡线人员通过查线确认故障位置并及时排除故障。在电力市场竞争日渐激
电力系统故障的智能诊断综述
智能电网技术及装备专刊·2010年第8期 21 电力系统故障的智能诊断综述 李再华1 刘明昆2 （1.中国电力科学研究院，北京 100192；2.北京供电公司海淀供电分公司，北京 100086） 摘要 电力系统是人类制造的最复杂的系统，故障诊断是现代复杂工程技术系统中保障其可靠运行的非常重要的手段，故障的智能诊断是该领域的热点和难点。本文综述了电力系统故障的智能诊断技术的发展现状，总结了几种常用的智能技术在故障诊断应用中存在的若干问题以及解决这些问题的相关新技术。最后，展望了智能诊断技术的发展趋势：以专家系统为基础，融合其他先进的智能技术，以提高诊断的速度和准确度，及其对电力系统发展的适应性，逐步实现在线诊断。 关键词：电力系统；智能故障诊断；专家系统；发展趋势 Review of Intelligence Fault Diagnosis in Power System Li Zaihua 1 Liu Mingkun 2 （1.China Electric Power Research Institute ，Beijing 100192； 2. Haidian branch Company, Beijing Power Supply Company, Beijing 100086） Abstract Power system is the most complex system by man-made in the world, fault diagnosis is a kind of very important methods to ensure the reliable operation of modern complex engineering system. Intelligence fault diagnosis (IFD) is the hot and difficult subject in this field. The paper reviews the actual state of development of IFD in power system, and then summarizes some existing problems in application and new relation technology to resolve these problems. IFD technologies include expert system (ES), artificial neural network (ANN), decision-making tree (DT), data mining (DM), fuzzy theory (FT), Petri network (PN), support vector machine(SVM), bionic theory (BT), etc. To adopt these kinds of methods synthetically is very helpful to improve the intelligence of ES. At last, development trends of IFD are expected: based on ES, integrates with other advanced intelligence technologies, to heighten the speed and accuracy of fault diagnosis, and the adaptability to the development of power system, so as to realize online IFD gradually. Key words ：power system ；intelligence fault diagnosis ；expert system ；development trend 1 引言 电网的发展和社会的进步都对电网的运行提出了更高的要求，加强对电网故障的诊断处理显得尤为重要。随着计算机技术、通信技术、网络技术等的发展，采用更为先进的智能技术来改善故障诊断系统的性能，具有重要的研究价值和实际意义。 故障的智能诊断技术也被称为智能故障诊断技 术，包括专家系统（Expert System ，ES ）、人工神 经网络（Artificial Neural Network ，ANN ）、决策树（Decision Tree ，DT ）、数据挖掘（Data Mining ， DM ）、模糊论（Fuzzy Theory ，FT ）、Petri 网理论（Petri Network Theory ，PNT ）、支持向量机（Support Vector Machine ，SVM ）、仿生学理论（Bionics Theory ，BT ）的应用等，其中前四种技术得到了较多的研究，相对比较成熟和常用。本文对电力系统故障诊断领域的智能诊断技术的发展现状以及存在的问题进行综述，并对解决相关问题的方法进行了总结。 2 智能故障诊断技术发展现状 美国是对故障诊断技术进行系统研究最早的国家之一，1961年美国开始执行阿波罗计划后，出现了一系列设备故障，促使美国航天局和美国海军积
电力系统故障诊断算法概述
电力系统故障诊断算法概述 摘要：本文概述了目前电力系统故障诊断的算法研究现状，总结了当前的主流研究算法——专家系统法、模糊理论法、人工神经网络法、遗传算法、petri 网的方法、粗糙集理论、多代理系统、贝叶斯网络法以及近似熵算法，并对他们在电力系统故障诊断应用中存在的一些缺点做出了概括。 关键词：申力系统；故障诊断；专家系统；人工神经网络；溃传算法； 0引言 当前，电力系统在国民经济中的地位越来越突出，因而对电力系统的安全性、可靠性提出了更高的要求。现在电网的规模庞大，结构趋于复杂，区域之间的联系密切，对电力系统故障诊断的研究意义重大。电力系统故障诊断是通过各类保护装置产生的信息，基于一定的理论和经验来对故障发生的区段、故障元器件、故障性质作出快速、准确的处理。虽然国家电网的SCAD/EMS系统在电力系统故障的获取方面起到了一定的作用，但是电网故障时大量的信息远远超出了运行人员的能力，所以迫切的需要一套更加完整的智能电力系统故障诊断系统，实现对电网故障的自动快速诊断。 但是，电力系统中电力设备的种类繁多品种不一，保护装置配合的复杂性、电网结构的变化不确定性，导致了电网故障诊断是一个复杂的综合问题。近年来国内外许多学者提出了多种故障诊断的技术和方法，主要包括：专家系统法ES （Expert System）、模糊理论法ET（Fuzzy Theory）、人工神经网络法ANN （Artificial Neural Network）、遗传算法GA（Genetic Algorithms）、petri网法、粗糙集理论RST（Rough Set Theory）、多代理系统MAS（Multi-agentSystem）、贝叶斯法BN（belief network）以及近似熵算法。本文对上述方法归纳总结，阐述了各自在电力网中的故障诊断的应用，分析各种方法的特点，并对一些相关技术和方法的发展进行简要的介绍。 1电力系统故障诊断国内外研究发展现状 1.1基于专家系统的方法ES 专家系统ES(Expert System)是目前发展最早相对比较成熟的一种智能技术。它是一个智能计算机程序系统，内部含有大量的某个领域专家水平的知识与经验，具有大量的专业知识与经验的程序系统，利用人类专家的知识和解决问题的方法
故障诊断理论方法综述
故障诊断理论方法综述 故障诊断的主要任务有：故障检测、故障类型判断、故障定位及故障恢复等。其中：故障检测是指与系统建立连接后，周期性地向下位机发送检测信号，通过接收的响应数据帧，判断系统是否产生故障；故障类型判断就是系统在检测出故障之后，通过分析原因，判断出系统故障的类型；故障定位是在前两部的基础之上，细化故障种类，诊断出系统具体故障部位和故障原因，为故障恢复做准备；故障恢复是整个故障诊断过程中最后也是最重要的一个环节，需要根据故障原因，采取不同的措施，对系统故障进行恢复一、基于解析模型的方法 基于解析模型的故障诊断方法主要是通过构造观测器估计系统输出，然后将它与输出的测量值作比较从中取得故障信息。它还可进一步分为基于状态估计的方法和基于参数估计的方法，前者从真实系统的输出与状态观测器或者卡尔曼滤波器的输出比较形成残差，然后从残差中提取故障特征进而实行故障诊断；后者由机理分析确定系统的模型参数和物理元器件之间的关系方程，由实时辨识求得系统的实际模型参数，然后求解实际的物理元器件参数，与标称值比较而确定系统是否发生故障及故障的程度。基于解析模型的故障诊断方法都要求建立系统精确的数学模型，但随着现代设备的不断大型化、复杂化和非线性化，往往很难或者无法建立系统精确的数学模型，从而大大限制了基于解析模型的故障诊断方法的推广和应用。 二、基于信号处理的方法 当可以得到被控测对象的输入输出信号，但很难建立被控对象的解析数学模型时，可采用基于信号处理的方法。基于信号处理的方法是一种传统的故障诊断技术，通常利用信号模型，如相关函数、频谱、自回归滑动平均、小波变换等，直接分析可测信号，提取诸如方差、幅值、频率等特征值，识别和评价机械设备所处的状态。基于信号处理的方法又分为基于可测值或其变化趋势值检查的方法和基于可测信号处理的故障诊断方法等。基于可测值或其变化趋势值检查的方法根据系统的直接可测的输入输出信号及其变化趋势来进行故障诊断，当系统的输入输出信号或者变化超出允许的范围时，即认为系统发生了故障，根据异常的信号来判定故障的性质和发生的部位。基于可测信号处理的故障诊断方法利用系统的输出信号状态与一定故障源之间的相关性来判定和定位故障，具体有频谱分析方法等。 三、基于知识的方法 在解决实际的故障诊断问题时，经验丰富的专家进行故障诊断并不都是采用严格的数学算法从一串串计算结果中来查找问题。对于一个结构复杂的系统，当其运行过程发生故障时，人们容易获得的往往是一些涉及故障征兆的描述性知识以及各故障源与故障征兆之间关联性的知识。尽管这些知识大多是定性的而非定量的，但对准确分析故障能起到重要的作用。经验丰富的专家就是使用长期积累起来的这类经验知识，快速直接实现对系统故障的诊断。利用知识，通过符号推理的方法进行故障诊断，这是故障诊断技术的又一个分支——基于知识的故障诊断。基于知识的故障诊断是目前研究和应用的热点，国内外学者提出了很多方法。由于领域专家在基于知识的故障诊断中扮演重要角色，因此基于知识的故障诊断系统又称为故障诊断专家系统。如图1.1
工程机械故障诊断方法综述
工程机械故障诊断方法综述 谢祺 机0801-1 20080534 【摘要】：机械设备的检测诊断技术在现代工业生产中的作用不可忽视,从设备诊断的基本方法、内容和技术手段等多方面对我国机械设备诊断技术的现状进行了综述,并在此基础上分析并提出了该技术在今后的发展趋势。 【关键字】：机械设备诊断技术发展趋势 引言 随着科学技术的发展,机械设备越来越复杂,自动化水平越来越高,机械设备在现代工业生产中的作用和影响越来越大,与其有关的费用越来越高,机器运行中发生的任何故障或失效不仅会造成重大的经济损失,甚至还可能导致人员伤亡。通过对设备工况进行检测,对故障发展趋势进行早期诊断,找出故障原因,采取措施避免设备的突然损坏,使之安全经济地运转,在现代工业生产中起着重要的作用。开展机械设备故障检测与诊断技术的研究具有重要的现实意义。本文试图对机械设备故障监测诊断的内容、方法的现状及发展趋势进行探讨。 1机械故障诊断技术的历史 早在60年代末，美国国家宇航局(NASA)就创立美国机械故障预防MFPG(Machinery Fault Prevention Group)，英国成立了机械保健中心(UK，Machineral Health Monitoring Center)。由于诊断技术所产生的巨大的经济效益，从而得到迅速发展。但各个工程领域对故障诊断的敏感程度和需求迫切性并不相同。例如一台机械设备因故障停机检修并不导致全厂生产过程停顿，或对产品质量产生严重的影响，它对故障诊断的需求性就不那么迫切。反之，就非要有故障诊断技术不可。目前监视诊断技术主要用于连续生产系统或与产品质量有直接关系的关键设备。 机械故障诊断技术发展几十年来，产生了巨大的经济效益，成为各国研究的热点。从诊断技术的各分支技术来看，美国占有领先地位。美国的一些公司，如 Bently，HP等，他们的监测产品基本上代表了当今诊断技术的最高水平，不仅具有完善的监测功能，而且具有较强的诊断功能，在宇宙、军事、化工等方面具有广泛的应用。美国西屋公司的三套人工智能诊断软件（汽轮机TurbinAID，发电机GenAID，水化学ChemAID）对其所产机组的安全运行发挥了巨大的作用。还有美国通用电器公司研究的用于内燃电力机车故障排除的专家系统DELTA；美国NASA研制的用于动力系统诊断的专家系统；Delio Products公司研制的用于汽车发动机冷却系统噪声原因诊断的专家系统ENGING COOLING ADCISOR等。近年来，由于微机特别是便携机的迅速发展，基于便携机的在线、离线监测与诊断系统日益普及，如美国生产的M6000系列产品，得到了广泛的应用[2]。 英国于70年代初成立了机器保健与状态监测协会，到了80年代初在发展和推广设备诊断技术方面作了大量的工作，起到了积极的促进作用。英国曼彻斯特大学创立的沃森工业维修公司和斯旺西大学的摩擦磨损研究中心在诊断技术研究方面都有很高的声誉。英国原子能研究机构在核发电方面，利用噪声分析对炉体进行监测，以及对锅炉、压力容器、管道得无损检测等，起到了英国故障
电网故障诊断
电力变压器过热故障综合诊断 摘要：对电力变压器故障的常用诊断方法, 如油中溶解气体分析、绝缘试验、 油务试验及其它预防性试验等, 进行了全面论述, 重点分析和评价了这些故障诊断方法的有效性, 并对其未来发展方向, 提出了建议。 关键词：电力变压器故障诊断方法分析 引言 电力变压器是工矿企业中配电系统的枢纽设备,其运行可靠性直接关系到企业生产的安全与稳定。但由于电力变压器故障的原因复杂、多样且不明显,使得要准确地判断电力变压器故障类型相当困难。若能在电力变压器运行过程中通过某些检测和试验,及时有效的判断其状态,预先发现早期潜伏性故障,并避免某些重复、无必要的检修, 将对企业配电系统的安全经济运行产生重要的意义。ＤＧＡ(油中溶解气体分析)方法作为一种有效的油浸式电力变压器异常监测手段得到广泛的应用。在1997年颁布执行的《电力设备预防性试验规程》把油中溶解气体色谱分析放到了首位。 变压器易发生的故障基本可分两大类:①电性故障;②热性故障。电力变压器故障，从发展过程上可分两大类，即突发性故障和潜伏性故障，突发性故障发展过程很快，瞬间就会造 成严重后果，如雷击、误操作、负荷突变等，突发性故障具有偶然性，只能通过避雷器、继电保护等手段，使突发性故障被限制在最小的范围内。潜伏性故障一般有三种，即变压器内部局部放电，局部过热和变压器绝缘的老化。故障诊断主要是针对这些潜伏性故障的诊断预测。 1 变压器运行状态的主要测试与监测手段 当前我国变压器运行状态监测在相当程度上主要依据传统的预防性试验来实现，包括:电气试验和油务试验 1.1电气试验 (1)直流电阻的测t:直流电阻虽然是一个测试方法比较简单的实验，但它比较直观地确认绕组、引线、调压开关等导电回路是否正常，能发现绕组导线的焊接质t，引线接头是否拧 紧接触是否良好，调压开关触头接触是否良好等等。 (2)绝缘性能测试:通过绝缘电阻、吸收比、极化指数、介损、电容t(包括电容套管)、泄诵测试等实验可掌握变压器的绕组绝缘水平和铁心对地绝缘。 (3)有载调压开关特性测试:通过有载调压开关切换时间、周期、切换的波形测f可以掌握变压器的有载调压开关的性能是否良好。 (4)绕组变形测试和低电压短路阻抗的测试。可以掌握变压器出口短路后变压器绕组有否变形和移位。 (5)铁心接地电流测试。可判断变压器是否多点接地。 (6)远红外测沮:通过红外线测温可以随时掌握各出线引 线接触是否良好。 1.2油务试验 定期对变压器充油设备的油采样进行油色谱分析，通过油色谱分析判断变压
线路故障定位系统
高压线路故障指示及故障自动定位系统 一、故障定位系统概述及特点 1.1概述 传统配网自动化系统采用馈线自动化FA实现故障定位、隔离和非故障区域自动恢复供电，但这种方式投资大、设备多、光纤通讯费用昂贵，适合多联络、多分段且一次设备具备电动操作机构和受控功能的配电网，但我国农村配电网的情况是网架结构薄弱，并且大多是辐射状配电网结构，属于不具备电动操作机构和受控功能的配电网，因此这些地区适合采用简易型配电自动化系统。简易型配电自动化系统是基于就地检测和控制技术的一种系统。它采用故障指示器来获取配电线路上的故障信息，由人工在现场巡视线路上的指示器是否翻转变色来判断线路是否发生故障（也可将故障指示信号上传到相关的主站，由主站来判断故障区段）。 故障自动定位系统就是一种简易型的配电自动化系统，该系统集成了现代故障指示器技术、GSM通信技术和分布式等技术，形成了一套自动高效的故障检测以及定位系统。主要用于配电系统各种故障的检测和定位，包括相间短路和单相接地故障。在发生故障时，智能故障定位系统的监控主站与现场大量的故障监测点相配合，在故障发生后的几分钟内即可在主站通过故障定位策略给出故障源信息，并且以短信告警的形式通知相关值班员，帮助维修人员迅速赶赴现场，隔离故障段，恢复正常供电。 1.2系统特点 为供电企业提供一套以故障定位为核心功能的自动化系统。该系统通过低廉的成本实现配电网的故障信号采集、故障区段定位，降低配电网线路的故障查找时间和查找成本，加快供电恢复，从而提高供电可靠性。 结合农村配电网现状，提出一套简易型配电自动化系统的建设模式，该模式适用于简单接线的城乡配电线路（含单辐射配电线路）和城市中无专门通信条件区域的配电线路。 先进的故障定位策略，提高故障定位搜索的时间。根据开关装置变位信号，在线路图故障分析线程结束后，定时对线路图进行拓扑分析，或者运行值班人员通过人机交互页面手动触发拓扑分析功能，此时故障定位服务会实时进行拓扑分析，因此故障信号到来时，可实时进行故障查找，而不进行拓扑分析，这就提高了故障定位搜索的时间 采用分布式结构，以组件的方式实现系统功能。如果将所有组件都部署于服务器就容易造成服务器资源短缺，系统瓶颈的问题，所以采用分布式结构，以组件的形式实现系统功能，可将组件部署于多台服务器，通过消息机制建立组件间的松散耦合关系。通过点对点消息模型，采用异步机制完成消息传输。
机械故障诊断综述
中国自动化学会中南六省（区）２０１０年第２８届年会?论文集 机械故障诊断综述 Survey on Faults Diagnosis of Machine 赵宏伟１，２，张清华１，夏路易２，邵龙秋１（１广东石油化工学院 计算机与电子信息学院，广东 茂名５２５０００；２太原理工大学 信息工程学院，山西 太原０３００２４）摘要：本文较系统的介绍了故障诊断的基本过程、原理，在此基础上对故障诊断方法做了详细、系统的论述，并进一步对故障诊断技术的发展做了展望。 关键词：故障诊断；诊断原理；维修制度 Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ， ｔｈｅ ｂａｓｉｃ ｐｒｏｃｅｓｓ ａｎｄ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ｏｆ ｆａｕｌｔ ｄｉａｇｎｏｓｉｓ ａｒｅ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ． Ｏｎ ｔｈａｔ ｂａｓｉｓ， ｔｈｅ ｍａｉｎ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｆａｕｌｔ ｄｉａｇｎｏｓｉｓ ｉｓｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ ｉｎ ｄｅｔａｉｌ． Ｆｉｎａｌｌｙ， ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｎ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ｏｆ ｆａｕｌｔｓ ｄｉａｇｎｏｓｉｓ ｉｓ ｌｏｏｋｅｄ ｆｏｒｗａｒｄ． Ｋｅｙ Ｗｏｒｄｓ： Ｆａｕｌｔｓ Ｄｉａｇｎｏｓｉｓ； Ｄｉａｇｎｏｓｉｓ Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ； ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ １ 引言 七十年代以来，计算机和电子技术飞跃发展，促使工业生产向现代化、机器设备向大型化、连续化、高速化、自动化发展。与此同时，现代化机械设备的应用一方面大大促进了生产的发展；另一方面也潜伏着一个很大的危机，即一旦发生故障所造成的直接和间接的损失将是十分严重。为解决这一问题，机械故障诊断技术孕育而出。这门新技术也是一门以高等数学、物理、化学、电子技术、机电设备失效学为基础的新兴学科。它的宗旨就是运用当代一切科技的新成就发现设备的隐患，以期对设备事故防患于未然。如今它已是现代化设备维修技术的重要组成部分，并且成了设备维修管理工作现代化的一个重要标志。 ２ 设备维修制度 目前，与故障诊断技术紧密相关的设备维修制度共有三种： （１）事后维修制度（ＰＯＭ）：这是一种早期的维修制度。主要特点是“不坏不修，坏了再修。”这种维修制度对发生事故难以预料，并往往会造成设备的严重损坏，既不安全且又延长了检修时间。 （２）预防维修制度（ＰＭ）：又称以时间为基础的设备维修制度（ＴＢＭ）或计划维修制度。这是一种静态维修制度，主要特点是当设备运行达到计划规定的时间或吨公里时便进行强制维修。它比前一种维修制度大大前进了一步，对于保障设备和人身安全，起到了积极作用。同时，这种维修制度也存在明显的缺陷，即过剩维修和失修的问题。以滚动轴承为例，同一型号的滚动轴承，其实际的使用寿命有时相差达数十倍。在预防维修制度行监测与诊断故障的方法，具体包括声音监听法、频谱分析法和声强法。 温度信号监测诊断技术包括物体温度的直接测量和热红外分析技术。实际工业中不恰当的温度变化往往意味着热故障的发生。从被测设备的某一部分的温 １３０
电力系统故障的智能诊断综述
电力系统故障的智能诊断综述 发表时间：2016-06-30T14:34:41.580Z 来源：《电力设备》2016年第9期作者：李艳君蒋杰李玉玲李飞翔 [导读] 在电力系统中，设备故障诊断和厂站级的故障诊断经过了几十年的发展和改革，现今已经较为成熟，而电力系统层面的故障才刚刚开始。 李艳君蒋杰李玉玲李飞翔 （国网新疆检修公司新疆乌鲁木齐 830000） 摘要：常用的智能故障诊断技术有专家系统、人工神经网络、决策树、数据挖掘等，专家系统技术应用最广，最为成熟，但是也需要结合使用其他智能技术来克服专家系统技术自身的缺点。智能故障诊断技术的发展趋势主要有多信息融合、多智能体协同、多种算法结合等，并向提高智能性、快速性、全局性、协同性的方向发展。基于此，本文就针对电力系统故障的智能诊断进行分析。 关键词：电力系统；故障；智能诊断 引言 文章对电力系统故障的智能诊断进行了详细的阐述，通过对电力系统的简介，和对故障诊断的发展阶段进行了简要的分析，并阐述了电力系统故障的智能诊断实际应用存在的问题及对策，文章最后指出了电力系统故障的智能诊断的发展趋势。望文章的阐述推动电力系统故障的智能诊断的发展。 1电力系统概述 电力系统是由发电厂、送变电线路、供配电所和用电等环节组成的电能生产与消费系统。电力系统的主要功能是将自然界中的能源，通过先进的发电动力装置，将能源转换为电能。在通过输电线路和变压系统，将电能传送到各个用户。为了实现这一功能，电力系统在各个环节和不同层次还具有相应的信息与控制系统，对电能的生产过程进行测量、调节、控制、保护、通信和调度，以保证用户获得安全、优质的电能。 2电力系统故障智能诊断技术及发展现状 2.1智能故障诊断技术 传统的故障诊断方法分为基于信号处理和基于数据模型，均需要人工进行信息的处理和分析，缺乏自主学习能力。随着人工智能技术这一新方法的产生及发展，为故障诊断提供了初步的自动分析和学习的途径。人工智能技术能够存储和利用故障诊断长期积累的专家经验，通过模拟人大脑的逻辑思维进行推理，从而解决复杂的诊断问题。 目前在电网故障诊断领域出现了包括专家系统、人工神经网络、决策树理论、数据挖掘、模糊理论、粗糙集理论、贝叶斯网络、支持向量机及多智能体系统等技术以及上述方法的综合应用。 目前，在对电网故障智能诊断领域的研究中，依靠单一智能技术的系统多，信息的综合利用研究较少，协同技术的研究应用更少；投入运行的诊断系统多为专家系统，但是离线运行的多，在线运行的很少。即使广泛投入使用的专家系统也同样存在着：（1）知识的获取和管理问题，难以获取较高适应度和准确度的知识。（2）推理的效率问题。（3）故障诊断的在线应用问题，目前仅限于离线故障诊断，该结论不能指导对电网的实际控制。（4）故障诊断的动态分析问题，缺乏故障的动态分析，从而屏蔽了很多有用的细节，尤其是各元件之间的相互关联关系等。基于以上问题，采用决策树方法可以对系统信息进行归类梳理，可以提高专家系统的速度；通过粗糙集方法建立清晰的数学模型；采用数据挖掘和关联性规则可以提高故障诊断分析的准确度。这几种方法的结合应用有助于提高故障诊断的智能水平、效率和准确度。 2.2电力系统故障智能诊断发展现状 电力系统连锁故障分析理论与应用中提到，电力系统故障智能诊断是相对传统的故障诊断而言的。在传统的故障诊断方法可划分为两类。其一是关于信号出路的方法。其二是数学模型的方法。这些都需要人为地区判断和分析，这些方法应用是没有自动化的处理能力。故障的智能诊断是将传统的方法，与当下先进的计算机技术有效的结合，形成的人工智能技术的新方法，对电力系统的故障进行智能的诊断，这是故障诊断技术发展的新时期。 3智能故障诊断面临的问题和对策 3.1智能故障诊断面临的问题 知识的获取和管理问题，也可以说是规则的表达和维护问题。知识是专家系统行为的核心，如何根据系统的变化，获取具有较高适应度和准确度的知识（规则）。对知识的一致性、冗余性、矛盾性和完备性进行检验、维护和管理，是专家系统亟需解决的首要问题。 推理的效率问题，也可以说是如何解决规则组合爆炸的问题。规则库的规模增大以后，搜索的运算量迅速增长，尽管人们提出了许多算法，规则组合爆炸的问题还是没有得到满意的解决。 故障诊断的在线应用问题。以往的故障诊断离线运行，只能告诉调度员已有故障是如何发展的，因为运行方式的多变性，离线故障诊断结论不一定能够指导调度员对电网的实际控制；只有做到在线运行，才能及时帮助调度员进行控制决策。 故障诊断的动态分析问题。以往的故障诊断只能进行静态分析，忽略了故障动态过程的大量有用的细节，尤其是采用了高速保护的大型电网，更加需要分析动态过程，例如快速相继开断过程中的顺序和相互关系、复杂故障中各元件之间的相互影响、电压崩溃的动态过程、运行方式切换或调度控制过程对电网的影响等。 3.2智能故障诊断面临问题的解决对策 对于知识的获取和管理问题，可以采用提高故障诊断系统的学习能力的方法，如 ANN、数据挖掘、仿生学方法等。这些智能方法都有其优点和局限性，需要有针对性地应用。 对于推理的效率问题，可以采用计算速度更快的计算机硬件和软件算法，通信速度更快的数据采集和传输手段；数据挖掘是从各种复杂故障中发现最常见的故障或分解出简单故障的有力手段；建立系统的故障案例库，可以降低决策分析的计算量，提高诊断推理的效率。 对于故障诊断的在线应用和动态分析问题，可以采用更能够反映电网实时运行状态的信息，如广域量测系统、高速保护信息系统和故障录波信息系统、稳定控制系统等提供的动态数据；实时进行电网的灵敏度分析，动态分析电网的健康状况；增量挖掘技术只处理实时的
高压电缆在线双端故障定位系统的研究与应用
高压电缆在线双端故障定位系统的研究与应用 发表时间：2019-10-12T11:52:15.070Z 来源：《河南电力》2019年2期作者：康乙武[导读] 本文研究了双端行波故障定位的技术，通过建立模块化设计，运用集约化方式对高压电缆线路进行在线实时监测，实现了变电站站端至用户端电缆运行故障的测寻。 康乙武 （广东电网有限责任公司佛山供电局佛山 528000） 摘要：本文研究了双端行波故障定位的技术，通过建立模块化设计，运用集约化方式对高压电缆线路进行在线实时监测，实现了变电站站端至用户端电缆运行故障的测寻。文中所设计的高压电缆在线双端故障定位系统实现了可快速判断故障电缆线路及故障点距离电缆线路终端的位置，缩短故障排查时间，迅速抢修复电，为变电站运维和管理工作提供了便利，提高了电网的供电可靠性。 关键词：高压电缆；线路故障；双端行波 本文介绍了变电站高压电缆线路的运行现状（以佛山220kV红星变电站220kV红双甲、乙线为例）以及HDDBF-高压电缆双端在线故障定位系统的开发和应用，为进一步优化变电站高压电缆线路故障排查及维护提供技术支持。 1变电站高压电缆的运行现状 中心城区城市化程度的不断提高和用电负荷的快速增长给城网中、高压线路电缆化带来了广阔的应用前景，也必然导致了电缆出线变电站这种新的变电站出线方式。由于电网中电缆线路比例不断上升，而传统的系统保护和运行方式设计并没有充分考虑这一变化带来的影响，这就有可能对设备的安全运行带来严重的潜在危险和实际的危害，而且电缆线路无法实时监测其运行状态也给运行人员的维护带来不便，特别是重点高压线路，比如佛山220kV红双甲、乙线是220kV红星变电站至220kV佛山双铁站的二级重要供电线路，是为佛山西站供电的直接电源，一旦电缆线路发生瞬时接地故障或者永久性接地故障，且不能够及时查处故障，将对电力系统造成威胁以及对社会造成一定影响。 2双端行波故障定位系统的功能及组成 双端行波故障定位功能：通过安装在电缆线路两个终端的故障电流互感器，采集故障行波信号。B终端采集到故障行波信号后开始计时；A终端采集故障行波信号后，通过光电转换模块，再通过光纤发送到B终端，B终端接收到A终端的TTL信号后终止计时。B终端把故障状态及故障时间差通过光纤上传到控制中心服务器，在服务器界面直接显示故障相和故障点距B终端的距离。一套监测装置（包含A、B终端）可监测一回路电缆，系统监测B终端：记录故障点距离两个终端的时间差并锁存。系统监测A终端：当故障点行波信号到达A终端，A终端立即将TTL信号通过光电转换器再通过光纤传送到B终端，作终端B计时终止信号。电缆故障预警：电缆发生短路故障时，系统可以立即判断出发生故障电缆的线路名称及相线。由以下四部分组成：（1）服务器及智能管理平台； （2）现场数据采集装置：A终端、B终端； （3）数据传输网络：光纤； （4）光电转换模块（备注：多套装置组成一个系统时，系统采用环网通信方式，如：B1A1…AnBn…B1光电转换模块服务器。B1…Bn为n个B终端，A1…An为n个A终端）。 3双端行波故障定位系统的工作原理 双端行波故障定位系统的工作原理框图如图1，B终端和A终端同时监测A、B、C三相，图中只画一个CT示意。电缆两端分别安装采集A、B终端，当电缆中间任意一点发生故障，故障行波朝两端传播，当故障行波到达B终端时，B终端触发计时开始；故障行 波到达A终端后，A终端检测到故障行波并发送电脉冲信号通过光纤传送到B终端，B终端接收到此脉冲信号时计时结束。通过时间差计算故障点与两终端的距离，从而实现故障点的在线定位。 故障距离计算公式如下： 上式中： 为系统计时时间差值，单位为μs； 为电缆总长，单位为m； 为A终端脉冲到达B终端后硬件增加的延时，单位为μs； 为故障点距离B终端距离，单位为m； 为故障行波在所述高压电力电缆中的传播速度，通常为172m/μs。
机械故障诊断的发展现状与前景
《机械故障诊断技术》读书报告 MAO pei-gang 南阳理工机械与汽车工程学院 473004 动平衡诊断案例分析综述 Diagnosis of dynamic balance Case Analysis were Review 摘要 简要阐述组动平衡故障诊断中所使用的现代测试与分析技术。通过五个动不平衡故障的诊断与处理实例，指出了波德图、频谱图等现代分析技术对于组动平衡故障诊断的价值和意义；总结了基于现代测试与分析技术的动平衡故障的主要特征。；验证了影响系数法对于动平衡故障处理的准确性及实用性。对于提高动平衡故障诊断的准确性及其精度具有推广和借鉴意义。 关键词：动平衡故障诊断振动分析 Abstract The modern measuring and analyzing technologies applied in the dynamic balance fault diagnoses are described briefly。In view of five dynamic unbalance fault diagnoses and treatments。the significance and purpose of the modern analyzing technologies such as Bode Plot，Spectrum Plot for the dynamic balance fault diagnoses are put forward，and its characteristics based on testing and analyzing technologies are summarized．The accuracy and practicability of the influence coefficient method for its treatment are proved．The instructions and experiences of improving the
齿轮故障诊断方法综述
齿轮故障诊断方法综述 摘要齿轮就是机械设备中常用得部件,而齿轮传动也就是机械传动中最常见得方式之一。在许多情况下,齿轮故障又就是导致设备失效得主要原因。因此对齿轮进行故障诊断具有非常重要得意义。介绍了故障得特点与几种诊断方法,并比较了基于粒子群优化得小波神经网络,基于相关分析与小波变换,基于小波包与BP神经网络与基于小波分析等故障诊断方法得优缺点,并提出了齿轮故障诊断得难点与发展方向。 关键字齿轮故障诊断诊断方法分析比较发展
目录 第一章齿轮故障诊断发展及故障特点 (1) 1、1 齿轮故障诊断得发展 (1) 1、 2齿轮故障形式与震动特征 (1) 第二章齿轮传动故障诊断得方法 (2) 2、 1高阶谱分析 (2) 2、1、1参数化双谱估计得原理 (3) 2、1、2试验装置与信号获取 (3) 2、1、3 故障诊断 (4) 2、1、4 应用双谱分析识别齿轮故障 (4) 2、2基于边频分析得齿轮故障诊断 (6) 2、2、1分析原理 (6) 2、2、2铣床振动测试 (6) 2、2、3 边频带分析 (7) 2、2、4 故障诊断 (8) 2、 3时域分析 (10) 2、3、1 时域指标 (10) 2、3、2非线性时间分析 (10)
第一章齿轮故障诊断发展及故障特点 1、1 齿轮故障诊断得发展 齿轮故障诊断始于七十年代初,早期得齿轮故障诊断仅限于在旋转式机械上测量一些简单得振动参数,用一些简单得方法进行诊断。这些简单得参数与诊断方法对齿轮故障诊断反应灵敏度较低,根本无法准确判断发生故障得部位。七十年代末到八十年代中期,旋转式机械中齿轮故障诊断得频域法发展很快,其中R、B、Randall与James1、Taylor等人做好了许多有益得工作,积累了不少故障诊断得成功实例,出现了一些较好得频域分析方法,对齿轮磨损与齿根断裂等故障诊断较为成功。进入九十年代以后,神经网络、模糊推理与网络技术得发展与融合使得齿轮系统故障诊断进入了蓬勃发展得时期。 我国学者在齿轮故障诊断研究方面也做了大量工作。1986年,屈梁生、何正嘉在《机械故障诊断学》中分析了齿轮故障得时频域特点。1988年,颜玉玲、赵淳生对滚动轴承得振动监测及故障诊断进行了分析。1997年,郑州工业大学韩捷等在“齿轮故障得振动频谱机理研究”中对齿轮得故障机理做了探讨。西安交通大学张西宁等在“齿轮状态监测与识别方法得研究”中提出了一种新方法即基于一致度分析。 1、 2齿轮故障形式与震动特征 通常齿轮在运转时,由于制造不良或操作维护不善会产生各种形式得故障。故障形式又随齿轮材料、热处理、运转状态等因素得不同而不同,常见得齿轮故障形式有齿面磨损、齿面胶合与擦伤、齿面接触疲劳与弯曲疲劳与断齿。 在齿轮运转状态下,伴随着内部故障得发生与发展,必然会产生振动上得异常。实践证明,振动分析就是齿轮故障检测中最有效得方法。若齿轮副主轮转速为n1,齿数为z1,频率为f1;从轮转速为n2,齿数为z2,频率为f2,则齿轮啮合频率fC 为:fC=Nf1z1=Nf2z2=Nn160z1=Nn260z2(1) 式中:N=1, 2, 3,…。齿轮处于正常或异常状态下,啮合频率振动成分及其倍频总就是存在得,但两种状态下得振动水平有差异。如果仅仅依靠对齿轮振动信号得啮合频率及其倍频成分得差异来识别齿轮得故障就是不够得,因故障对振动
10kV配电网故障定位系统研究与应用
10kV 配电网故障定位系统研究与应用 摘要：在整个电力系统中，配电网处于最末端的位置，运行过程中的故障直接影响着供电的安全性、可靠性及电能质量，与电力用户用电关系密切，所以研究配电网故障点的迅速查找与隔离有着巨大的现实意义。本文针对10kV 配电网接地短路故障设计了一种新型的配电网故障定位系统，简述了该系统的设计理念与实现，以及故障自动定位过程。运行实践证明，这一系统在10kV 配电网发生故障后，能够快速的帮助检修人员准确的找到故障点。 关键词：10kV 配电网；故障点；查找与隔离；故障定位系统 中图分类号：TM76 文献标识码：A 随着经济社会的发展，电能的使用越来越多，对供电的安全可靠和电能质量提出了更高的要求。配电网是电力系统构成的最后一部分，由铁搭、变压器、配线路、无功补偿电容等设备组成，与电力用户直接相连，其中任何一个设备、一条线路发生故障，都会导致与其相连的电力用户停电，带来了负面影响是无法估量的。特别是配电线路一般较长，南方地区夏季雨水较多，配电网易受雷雨天气影响而发生故障，针对南方电网的这种特点，如何建立一个适合的配电网故障定位系统，实现对故障点的迅速查找与隔离，减少停电面积，仍是南方供电企业要考虑的重点问题。研究10kV 配电网故障定位系统，不仅利
用供电企业实施故障检测，也利于实现配电网络自动化，对智能电网建设的影响重大。 一、10kV 配电网线路特点 作为配电网的一种型式，10kV 配电网线路有着自身独特的特点，决定着该配电网故障定位系统的设计思路与实现。第一，10kV 配电网线路分支较多，且分支又能产生子分支，往往有数十代之多，信号随着一代代分支的出现而不断衰减，加大了故障检测难度；第二，10kV配电网的杆塔多是石灰杆，若发生接地故障，电阻数值会加大到几千欧，有时甚至达到几十千欧，但是故障信号却较弱，不容易检测到；第三，通常配电线路越长，线路的对地电容越大，而对地电容对注入交流信号具有分流作用。10kV配电网线路一般都较长，这样一来，对注入交流信号的分流作用也会变大，故障信号将会越来越弱，为故障点定位带来了难度。 二、10kV配电网故障定位系统设计思路与实现 （一）设计思路 实用的10kV配电网故障定位系统要求在满足故障定位检测的基础上，使用更方便，基于这样的要求及10kV配电 网线路特点，提出建立一种无源的实用型故障定位系统，主要利用中心主站系统、故障信息采集系统和故障指示器来查找故障点。故障指示器在配电网中，主要负责指示故障电流通路，可根据故障检测的种类显示不同的报警形式，便于检修人员第一时间确定故障类型。中心主站系统、故障信息采集系统，能够对配电网线线路故障