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        采用HHT 振動(dòng)分析的低壓斷路器合閘同期辨識(shí)

        2014-11-25 09:29:50繆希仁吳曉梅石敦義郭謀發(fā)王吳雨
        電工技術(shù)學(xué)報(bào) 2014年11期
        關(guān)鍵詞:置信度合閘三相

        繆希仁 吳曉梅 石敦義 郭謀發(fā) 王吳雨

        (福州大學(xué)電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院 福州 350116)

        1 引言

        斷路器的振動(dòng)信號(hào)含有豐富的機(jī)械特性信息,振動(dòng)起始時(shí)刻及其幅值、頻率等均是斷路器機(jī)械特性的基本特征,上述特征的微小變化均反映相應(yīng)機(jī)械特性變化,如機(jī)構(gòu)卡澀以及部件磨損、移位和變形等?;谡駝?dòng)信號(hào)的斷路器機(jī)械故障研究已成為熱點(diǎn)[1-3],尤其在斷路器重要機(jī)械特性——合閘同期性研究方面取得了良好的效果[4-6],這些研究工作主要采用小波變換方法,該方法適用于具有暫態(tài)、突變等非平穩(wěn)振動(dòng)信號(hào)分析;但小波在故障信號(hào)特征提取上存在以下的不足:小波基和分解尺度的選擇還無(wú)遵循的原則,且選定后小波分解不隨信號(hào)變化加以自適應(yīng)調(diào)整;此外,小波分解還存在能量泄露[7]。

        希爾伯特-黃變換(Hilbert-Huang Transform,HHT)是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一種信號(hào)分析的新方法,它通過(guò)經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解(Empirical Mode Decomposition,EMD)方法將信號(hào)分解為一系列相互不同、獨(dú)立的本征模態(tài)函數(shù)(Intrinsic Mode Function,IMF)分量,通過(guò)分析包含信號(hào)局部特性的IMF 可準(zhǔn)確提取原始信號(hào)的重要特性,且每個(gè)IMF 所含頻率成分與信號(hào)本身有關(guān),但與信號(hào)的采樣頻率無(wú)關(guān),具有較高的時(shí)頻域分辨率,因此,可準(zhǔn)確地揭示信號(hào)的內(nèi)在特征[8,9],與小波及其他方法相比,能更有效地提取機(jī)械振動(dòng)信號(hào)特征參數(shù)[10]。

        將振動(dòng)信號(hào)特征向量與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合進(jìn)行故障模式識(shí)別,可有效診斷各類(lèi)機(jī)械特性故障狀態(tài)[11,12]。本文利用粒子群優(yōu)化(Particle Swarm Optimization,PSO)徑向基函數(shù)(Radial Basis Function,RBF)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的故障識(shí)別技術(shù),其具有全局優(yōu)化能力,通過(guò)對(duì)參數(shù)的調(diào)整還具有局部尋優(yōu)能力,因此可更快地收斂于最優(yōu)解[13]。

        三相不同期故障會(huì)影響斷路器的性能和壽命以及電網(wǎng)的穩(wěn)定性運(yùn)行,但斷路器合閘同期性研究目前還局限于中高壓斷路器,且現(xiàn)有采用三個(gè)振動(dòng)傳感器分別檢測(cè)高壓斷路器三相合閘振動(dòng)信號(hào)的方案,在低壓斷路器應(yīng)用中存在傳感器價(jià)格比重偏高,限制其應(yīng)用的問(wèn)題。隨著智能配電網(wǎng)發(fā)展,對(duì)配電系統(tǒng)安全可靠性提出更高的要求,作為主要機(jī)械性能指標(biāo)的低壓斷路器的同期性研究顯得十分必要。針對(duì)前述問(wèn)題,本文以低壓斷路器為對(duì)象,提出以單一傳感器檢測(cè)DW15—1600 低壓斷路器,以其振動(dòng)信號(hào)IMF 分量能量比為特征向量輸入,建立PSO算法的RFB 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),用以研究斷路器三相合閘不同期的故障識(shí)別。

        2 低壓斷路器振動(dòng)信號(hào)及其時(shí)域特征分析

        低壓斷路器是一種具備操作機(jī)構(gòu)的瞬時(shí)動(dòng)作開(kāi)關(guān),開(kāi)關(guān)過(guò)程中操作機(jī)構(gòu)的機(jī)械運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生振動(dòng)信號(hào),其動(dòng)靜觸頭撞擊時(shí)還瞬間產(chǎn)生高強(qiáng)度沖擊性振動(dòng)波,振動(dòng)信號(hào)具有瞬時(shí)非平穩(wěn)及非周期性特點(diǎn)。本文采用加速度傳感器獲取振動(dòng)信號(hào),振動(dòng)信號(hào)的準(zhǔn)確獲取與傳感器的安裝位置密切相關(guān),其安裝位置一般需考慮以下幾個(gè)方面,如設(shè)置在故障率高的部位、盡量靠近振動(dòng)源的位置,而且安裝方便、信號(hào)傳輸可靠等。實(shí)際應(yīng)用中,傳感器的安裝有兩個(gè)位置:一是安裝在動(dòng)觸頭的連桿上,這種方式比較靠近動(dòng)觸頭,獲取的信號(hào)能夠準(zhǔn)確地反映振動(dòng)特性,但需要侵入斷路器內(nèi)部,且安裝不方便;另一是安裝在基座的橫梁上,這種方式也能準(zhǔn)確獲取振動(dòng)信號(hào)且安裝方便。考慮到加速度傳感器的價(jià)格及檢測(cè)方案的應(yīng)用前景,本文采用單個(gè)加速度傳感器實(shí)現(xiàn)低壓斷路器三相合閘同期性檢測(cè),并將傳感器安裝斷路器的橫梁上(見(jiàn)圖1),其檢測(cè)的振動(dòng)方向與觸頭合閘撞擊方向一致。

        圖1 加速度傳感器安裝位置圖Fig.1 Location of acceleration sensor installation

        斷路器三相合閘同期性是指三相動(dòng)靜觸頭在允許的容差范圍內(nèi)同時(shí)完成開(kāi)關(guān)閉合動(dòng)作,根據(jù)低壓斷路器出廠技術(shù)要求,當(dāng)觸頭厚度低于2mm 時(shí)應(yīng)予以更換。在低壓斷路器正常合閘振動(dòng)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上,依次調(diào)整三相觸頭的墊片分別模擬A相、B相、C相觸頭因機(jī)構(gòu)磨損或調(diào)整不當(dāng)造成的各種合閘不同期性狀態(tài)。三相不同期合閘會(huì)影響斷路器的性能和壽命以及電網(wǎng)的穩(wěn)定性運(yùn)行,因此,低壓斷路器合閘同期性研究,對(duì)其狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷具有重要意義。

        如圖2 所示,在空載條件下,調(diào)整A相觸頭的開(kāi)距,使之與B相、C相的開(kāi)距相差3mm 時(shí),由三相觸頭信號(hào)得到三相合閘不同期時(shí)間為6ms;再分別對(duì)B相、C相進(jìn)行相同操作,采集三相分別不同期狀態(tài)下合閘振動(dòng)信號(hào)如圖3 所示,即圖3b、3c、3d 則是分別因?yàn)锳、B 或C相觸頭磨損,造成三相合閘同期性不在容許的范圍內(nèi)。

        圖2 A相不同期時(shí)的三相觸頭信號(hào)Fig.2 The contact signal on phase A asynchronous

        圖3 低壓斷路器4 種狀態(tài)振動(dòng)信號(hào)Fig.3 Four types of vibration signals of LVCB

        圖3 中的振動(dòng)信號(hào)是合閘全過(guò)程的振動(dòng)信號(hào),包含了操動(dòng)機(jī)構(gòu)動(dòng)作特性(信號(hào)前部較小幅值部分)、三相觸頭合閘瞬間特性(信號(hào)中部突變部分)以及合閘動(dòng)作結(jié)束后振動(dòng)消失的全過(guò)程信號(hào)特征。從圖3 看出不同狀態(tài)下的振動(dòng)信號(hào)有一定的差距,通常在時(shí)域中表征信號(hào)特征的參數(shù)有最大值、最小值、平均幅值、峰峰值、均值、均方值、方差、方均根值、峭度、方根幅值等。當(dāng)斷路器發(fā)生故障時(shí)這些特征值也會(huì)有相應(yīng)的變化,但由于振動(dòng)信號(hào)的非線性和復(fù)雜性,在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)除均方值和峭度的重復(fù)性較好之外其它特征值的重復(fù)性較差。但若僅用時(shí)域中的均方值和峭度很難進(jìn)行斷路器狀態(tài)的識(shí)別。因此本文將均方值和峭度作為狀態(tài)識(shí)別的輔助指標(biāo),并采用時(shí)頻聯(lián)合的方法對(duì)振動(dòng)信號(hào)作進(jìn)一步的分析。

        3 基于HHT 振動(dòng)信號(hào)特征量提取技術(shù)

        HHT 主要由Hilbert 變換和EMD 兩部分組成[8]。首先通過(guò)EMD 方法將振動(dòng)信號(hào)分解為多個(gè)頻率不同的IMF 分量,然后對(duì)主要的IMF 分量進(jìn)行Hilbert變換,即可得到每個(gè)IMF 分量的瞬時(shí)特性,最后計(jì)算各個(gè)分量的能量比作為特征向量。

        3.1 基于EMD 斷路器振動(dòng)信號(hào)分解

        基于EMD 的信號(hào)分解方法有兩個(gè)基本條件:

        (1)每個(gè)IMF 在整個(gè)信號(hào)長(zhǎng)度上的極值點(diǎn)和過(guò)零點(diǎn)數(shù)量最多相差一個(gè)。

        (2)每個(gè)IMF 的上、下包絡(luò)線關(guān)于時(shí)間軸對(duì)稱(chēng)。EMD 的分解首先提取出原信號(hào)的高頻部分,其后依次分解出低頻、較低頻的分量,直至最后不能再分解。

        根據(jù)文獻(xiàn)[14]的分解步驟,最后得到

        式中 x(t)——原始振動(dòng)信號(hào);

        ci(t)(i=1,2,…,n)——第i個(gè)IMF 分量;

        rn(t)——?dú)堄喾至勘硎拘盘?hào)的平均趨勢(shì)。

        將低壓斷路器振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行EMD 分解,共得到17個(gè)IMF 分量,由于斷路器故障信息主要集中在振動(dòng)信號(hào)的高頻段,因此機(jī)械故障信息主要包含在其前幾階IMF 分量中。為此本文采用方差貢獻(xiàn)率(單位:%)進(jìn)行驗(yàn)證,方差貢獻(xiàn)率是用來(lái)衡量主成分相對(duì)重要程度的指標(biāo),方差貢獻(xiàn)率越大則表明該主成分相對(duì)重要。IMF 的方差貢獻(xiàn)率是指每個(gè)IMF 分量的方差占所有IMF 分量方差的比,相應(yīng)計(jì)算公式為

        式中 Di——第i個(gè)IMF 分量的方差;

        Δt——振動(dòng)信號(hào)數(shù)據(jù)采集時(shí)間間隔。

        根據(jù)式(2)和式(3),圖3 中4 種狀態(tài)振動(dòng)信號(hào)的各階IMF 分量的方差貢獻(xiàn)率見(jiàn)表1,即前5 階IMF 分量的貢獻(xiàn)率數(shù)值較大,表明了低壓斷路器振動(dòng)信號(hào)的前5 階IMF 分量包含了其機(jī)械振動(dòng)特性的絕大部分信息,并可對(duì)振動(dòng)信號(hào)起到有效的消噪作用。

        表1 振動(dòng)信號(hào)的IMF 分量方差貢獻(xiàn)率Tab.1 Rates of IMF components contribution of vibration signals

        基于上述分析,圖 4 只列出了正常振動(dòng)信號(hào)EMD 分解后的前5 階IMF 分量。

        圖4 正常振動(dòng)信號(hào)的EMD 分解結(jié)果Fig.4 EMD result of normal vibration signal

        3.2 基于Hilbert 變換的振動(dòng)信號(hào)特征參數(shù)提取

        經(jīng)過(guò)EMD 分解得到了多個(gè)IMF 分量,可以分別對(duì)各個(gè)分量進(jìn)行Hilbert 變換,則可得到每個(gè)分量的瞬時(shí)頻率和瞬時(shí)幅值,以進(jìn)一步計(jì)算IMF 能量。

        對(duì)IMF 分量的c(t)進(jìn)行Hilbert 變換,以獲取該信號(hào)的解析形式為

        式中,a(t)為幅值函數(shù),且

        EMD 方法將振動(dòng)信號(hào)分解在不同的頻帶上,各IMF 分量所含有的能量也各不相同,通過(guò) Hilbert變換求出瞬時(shí)頻率和瞬時(shí)幅值后,計(jì)算出各IMF 分量能量。第i 階IMF 的能量的計(jì)算公式為

        式中 n——振動(dòng)信號(hào)EMD 分解的IMF 階數(shù);

        N——每個(gè)IMF 的數(shù)據(jù)點(diǎn)數(shù)。

        因此,各階IMF 的能量總和為

        則第i 階的IMF 的能量比定義為

        當(dāng)斷路器出現(xiàn)故障時(shí),其信號(hào)將跟正常信號(hào)有所區(qū)別,在某些頻段上能量將發(fā)生變化,不同類(lèi)別的信號(hào)在同階IMF 分量上有著不同的頻率成分,且各個(gè)分量的幅值也相差很大,因此本文選用能量比作為故障的特征向量,即各階IMF 的能量占總體信號(hào)的能量比值。

        4 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化及故障識(shí)別

        4.1 粒子群優(yōu)化RBF 網(wǎng)絡(luò)

        RBF是一種單隱層的三層前饋網(wǎng)絡(luò),且是一種局部逼近網(wǎng)絡(luò),適合于解決多變量分類(lèi)問(wèn)題。RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)算法需要求解基函數(shù)中心、方差、隱含層到輸出層的權(quán)值三個(gè)參數(shù),本文利用粒子群優(yōu)化RBF 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)過(guò)程解決以下兩個(gè)問(wèn)題:①RBF 參數(shù)的預(yù)設(shè)定,并由聚類(lèi)算法確定基函數(shù)的中心數(shù)目;②通過(guò)粒子群算法對(duì)訓(xùn)練樣本全局搜索隱層各節(jié)點(diǎn)的中心值、方差、輸出層到隱層之間的連接權(quán)重。具體步驟如下:

        (1)以振動(dòng)信號(hào)IMF 分量能量比及峭度和均方值為樣本。

        (2)用聚類(lèi)算法對(duì)樣本進(jìn)行聚類(lèi)分析,確定基函數(shù)的中心個(gè)數(shù)。

        (3)初始化粒子群的種群,建立綜合隱層各節(jié)點(diǎn)中心值、方差及連接權(quán)重的適應(yīng)度,針對(duì)每個(gè)粒子進(jìn)行粒子群迭代搜索[10]。

        (4)將最后迭代的結(jié)果,即群體所經(jīng)歷最好位置解碼后的值,作為RBF 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)參數(shù)加以學(xué)習(xí)。

        4.2 低壓斷路器合閘同期性故障識(shí)別

        針對(duì)低壓斷路器振動(dòng)信號(hào)特性,綜合利用時(shí)域分析、EMD 分解、粒子群優(yōu)化神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等人工智能技術(shù),建立了圖5 所示基于振動(dòng)特性的合閘同期性故障識(shí)別模型。

        圖5 合閘同期性故障識(shí)別模型Fig.5 Fault recognition model of switching synchronism

        本文總共采集了32 組振動(dòng)信號(hào)數(shù)據(jù),每種狀態(tài)采集8 組,其中每種狀態(tài)數(shù)據(jù)中6 組用于訓(xùn)練,2組用于測(cè)試;利用粒子群優(yōu)化的RBF 網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行故障識(shí)別。以前5 階IMF 分量的能量比及時(shí)域中的均方值和峭度共7個(gè)量作為輸入向量;將本文研究的斷路器4 種狀態(tài)類(lèi)型編碼Y=[Y0,Y1,Y2,Y3],并作為RBF 網(wǎng)絡(luò)的期望輸出向量。其中[1,0,0,0]表示正常狀態(tài),[0,1,0,0]表示A相故障,[0,0,1,0]表示B相故障,[0,0,0,1]表示C相故障。在此基礎(chǔ)上,引入置信度的概念對(duì)故障類(lèi)型識(shí)別結(jié)果做出評(píng)價(jià),并將不滿(mǎn)足置信度要求的樣本歸為未知故障。

        置信度是用來(lái)評(píng)價(jià)實(shí)際輸出向量與期望輸出向量之間的匹配程度。若某樣本的實(shí)際輸出向量為y=[y0,y1,y2,y3],對(duì)應(yīng)的期望輸出向量為Y=[Y0,Y1,Y2,Y3]。則相應(yīng)置信度β 可表示為

        在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中,需事先對(duì)β 確定一個(gè)閾值r,若置信度β>r,則采用期望輸出向量對(duì)應(yīng)的狀態(tài)類(lèi)型。若置信度β <r,則可判定該實(shí)際輸出向量對(duì)應(yīng)的樣本狀態(tài)為未知類(lèi)型。r 的確定要綜合考慮狀態(tài)識(shí)別算法的誤差和樣本之間的相似程度,本文選取r=0.8。

        網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練樣本見(jiàn)表2,限于篇幅,表2 中只列出了部分訓(xùn)練樣本。在實(shí)驗(yàn)中,訓(xùn)練誤差選為0.000 1,訓(xùn)練過(guò)程中所需的步數(shù)為23,可見(jiàn)該網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練速度非??臁?/p>

        表2 部分訓(xùn)練樣本數(shù)據(jù)Tab.2 Data of part of training samples

        表3 所示為RBF 網(wǎng)絡(luò)的部分測(cè)試樣本,在測(cè)試樣本中還添加了未知故障類(lèi)型的樣本數(shù)據(jù)。最后識(shí)別結(jié)果見(jiàn)表4,并計(jì)算相應(yīng)的置信度。

        表3 測(cè)試樣本數(shù)據(jù)Tab.3 Data of test samples

        從表4 仿真結(jié)果可以看出,正常狀態(tài)以及三相不同期狀態(tài)的分類(lèi)結(jié)果滿(mǎn)足置信度的要求,而未知故障樣本識(shí)別結(jié)果因置信度小于閾值0.8,將其歸類(lèi)為未知故障類(lèi)型編碼[0,0,0,0],見(jiàn)表5。對(duì)于新的故障類(lèi)型,只需要足夠的新樣本加以網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練,便可以進(jìn)行故障類(lèi)型的重新編碼。由此可知,PSORBF 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的低壓斷路器三相合閘同期性的故障判別方法準(zhǔn)確率較高,且能夠?qū)ξ粗收线M(jìn)行識(shí)別。

        表4 合閘同期性故障仿真結(jié)果Tab.4 Fault simulation results for switching synchronism

        表5 未知樣本識(shí)別結(jié)果Tab.5 Diagnosis results of unknown sample

        此外,本文還針對(duì)低壓斷路器不同期程度進(jìn)行研究。通過(guò)多次調(diào)整觸頭的開(kāi)距來(lái)模擬三相的不同期程度,在實(shí)驗(yàn)中對(duì)三相觸頭分別進(jìn)行四次調(diào)整,得到的不同期程度分別為2mm、3mm、4mm、5mm。并對(duì)振動(dòng)信號(hào)分析處理,得到相應(yīng)的訓(xùn)練樣本和測(cè)試樣本。最后再利用HHT 與RBF 網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合的方法進(jìn)行故障識(shí)別,識(shí)別結(jié)果見(jiàn)表6。

        表6 不同期性故障識(shí)別結(jié)果Tab.6 Diagnosis results of asynchronous fault

        表6 所示的置信度為每種狀態(tài)下所有樣本中的最小置信度值。由表6 可知,當(dāng)不同期故障為2mm時(shí),三相不同期的識(shí)別結(jié)果較差,這是因?yàn)?mm 的不同期屬于觸頭合閘同期性接受的誤差范圍。當(dāng)觸頭不同期程度分別為3mm、4mm、5mm 時(shí),都取得了良好的識(shí)別效果。

        上述研究結(jié)果是基于實(shí)驗(yàn)室空載條件下進(jìn)行的,未能考慮到現(xiàn)場(chǎng)因素。為了進(jìn)一步驗(yàn)證本文方法對(duì)斷路器實(shí)際工況的適用性,在低壓開(kāi)關(guān)電器檢測(cè)中心為低壓斷路器進(jìn)行帶載下的實(shí)際測(cè)試實(shí)驗(yàn),采集了不同負(fù)載下的低壓斷路器三相合閘振動(dòng)信號(hào),并利用前述實(shí)驗(yàn)室空載下建立的故障診斷模型加以分析。表7 所示為DW15—1600 低壓斷路器在400A 負(fù)載電流時(shí),基于斷路器三相合閘振動(dòng)信號(hào)的同期性故障診斷結(jié)果。

        表7 現(xiàn)場(chǎng)振動(dòng)數(shù)據(jù)診斷結(jié)果Tab.7 Diagnosis results of field vibration data

        由表7 可知,本文方法對(duì)實(shí)際工況帶載時(shí)的低壓斷路器三相合閘不同期可加以有效識(shí)別。其表明采用EMD 分解,提取三相合閘同期性振動(dòng)信號(hào)主分量加以分析,能夠有效實(shí)現(xiàn)信號(hào)消噪及其同期性故障識(shí)別。

        此外,還針對(duì)不同負(fù)載時(shí),對(duì)低壓斷路器正常狀態(tài)及三相分別不同期故障的合閘振動(dòng)信號(hào)加以采集與診斷分析,其結(jié)果見(jiàn)表8,說(shuō)明了本文方法對(duì)不同負(fù)載下三相合閘不同期故障檢測(cè)與辨識(shí)的有效性。

        表8 不同負(fù)載下振動(dòng)信號(hào)診斷結(jié)果Tab.8 Result of diagnosis in different loads

        本文提出的三相合閘同期性故障采用振動(dòng)信號(hào)加以識(shí)別,振動(dòng)信號(hào)是由機(jī)械機(jī)構(gòu)動(dòng)作產(chǎn)生的,根據(jù)本文采用的3 255 型加速度傳感器采用微加工硅絲重力塊機(jī)理及其信號(hào)采集與處理一體化技術(shù),因此受現(xiàn)場(chǎng)電磁干擾及負(fù)載操作電氣量的影響極小,且本文采用EMD 分解的主分量加以故障特征提取,可有效消除現(xiàn)場(chǎng)噪聲。因此,表8 所示,在不同的負(fù)載下也能夠得到較好的三相合閘不同期故障識(shí)別結(jié)果。

        為了驗(yàn)證本文故障特征識(shí)別方法的適用性,本文利用NI 公司CompactRIO 中的FPGA 模塊(頻率為40MHz)進(jìn)行EMD 分解及特征量提取算法的硬件技術(shù)實(shí)現(xiàn),在單一振動(dòng)信號(hào)4 000個(gè)采樣點(diǎn)的前提下,其數(shù)值算法時(shí)間開(kāi)銷(xiāo)為數(shù)十微秒,表明本文算法的嵌入式硬件實(shí)現(xiàn)有效性,且可滿(mǎn)足斷路器狀態(tài)檢測(cè)的實(shí)時(shí)性要求。

        5 結(jié)論

        本文在實(shí)驗(yàn)室空載條件下,建立基于HHT 的低壓斷路器振動(dòng)信號(hào)分析方法及其合閘不同期故障診斷模型,并應(yīng)用于低壓斷路器實(shí)際帶載測(cè)試實(shí)驗(yàn)及其合閘不同期故障診斷,取得以下低壓斷路器三相合閘同期辨識(shí)研究結(jié)果:

        (1)基于單個(gè)加速度傳感器的低壓斷路器振動(dòng)信號(hào)的EMD 分解所獲得的IMF 分量,可應(yīng)用于低壓斷路器三相不同期的振動(dòng)信號(hào)消噪及其故障特征量提取。

        (2)利用方差貢獻(xiàn)率可篩選出表征低壓斷路器故障振動(dòng)特征信息的主要IMF 分量。

        (3)將EMD 提取的前5 階IMF 分量能量比、原始波形的峭度和均方值作為特征向量,利用PSORBF 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),可實(shí)現(xiàn)對(duì)低壓斷路器合閘同期性故障的有效識(shí)別,且能對(duì)未知樣本進(jìn)行識(shí)別。

        (4)低壓斷路器屬保護(hù)開(kāi)關(guān),對(duì)其合閘同期性故障的辨識(shí)實(shí)時(shí)性要求不高,現(xiàn)階段嵌入式數(shù)字處理器性能已可滿(mǎn)足本文算法的應(yīng)用;本文提出的方法加以?xún)?yōu)化,有望應(yīng)用于低壓斷路器合閘同期性故障檢測(cè)與辨識(shí)。

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