大型电气设备故障诊断技术的研究.pdf

华南理工大学
硕士学位论文
大型电气设备故障诊断技术的研究
姓名:荣锐
申请学位级别:硕士
专业:控制理论与控制工程
指导教师:罗飞
20040518
华南理工大学硕士学位论文
摘要
电气设备是电力系统中非常重要的设备,其运行可靠性直接关系到
电力系统的安全与稳定。“状态检修”是随着管理水平提高和科学技术进
步而发展起来的先进维修方式,而故障诊断技术是实施“状态检修”的
重要保障。本文分析了传统的故障诊断技术在国内电站的应用情况,提
出了一些新的故障诊断技术应用于变压器故障诊断,并结合深圳大亚湾
核电站的实际情况,研制基于微分探测线圈监测的发电机转子匝间短路
故障在线诊断系统。主要的研究成果如下
三比值法是变压器故障诊断的重要方法,但其存在缺码,断码等缺
点。模糊数学理论能有效地改进传统三比值法缺码和断码的问题,从而
大大的提高了故障诊断的准确率。专家系统能模拟人类的决断方式,作
者建立了基于专家系统的变压器故障诊断模型,将专家系统和模糊推理
结合起来,在提高故障诊断准确率的同时也提高了故障诊断的效率,在
工程上具有广泛的应用前景。
神经网络是人工智能的一个重要分支,在过去的几十年中,神经网
络在故障诊断领域得到了非常广泛的应用。在本文中,作者建立了基于
网络的变压器故障诊断模型,在经过大量的网络训练和测试之后确定
了网络模型中的各种权值。由于神经网络能高度映射非线性的输入输出
关系,为变压器的多故障诊断提供了新的思路。
对比分析了发电机转子绕组匝间短路故障的几种监测技术,并结合
深圳大亚湾核电站的实际,具体研究了发电机转子绕组匝间短路故障在
线监测装置的开发过程。现已完成样机研制的大部分工作,并完成离线
测试,证明该监测系统能较好的诊断出发电机转子绕组匝间短路的故障。
计算机仿真技术也是故障诊断技术的一个重要组成部分· 作者拟通
过计算机仿真技术得出电动机的故障信号。由于时间的关系,作者只完
成了以下的工作建立了正常情况下三相异步电动机的数学模型并实现
了仿真,建立了三相异步电动机参数辨识的数学模型并实现了仿真。
关键词故障诊断神经网络专家系统模糊推理匝间短路
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学位论文原创性声明
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本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
作者签名岸日期峥年月沙日
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本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,
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保密口,在年解密后适用本授权书。
本学位论文属于
不保密叮
请在以上相应方框内打“了,’
作者签名缸日期年乙月日
导师签名日期年月日
第一章绪论
第一章绪论
研究电气设备故障诊断技术的意义
电气设备如变压器和电动机是电力系统中非常重要的设备,其
运行状态直接影响系统的安全性。随着超高压和特高压输变技术的迅速
发展, 电网容量大,覆盖面广,它们的故障可能对电力系统和用户造成
重大的危害和影响。因此,减少和预防它们的故障具有重要意义。长期
以来,为确保电力系统安全运行, 电力行业一直根据电力设备预防性试
验规程的规定,对电力设备进行定期的停电试验、检修和维护、这种“计
划检修”是按照预试规程所规定的试验周期,到期必修,而不顾电力设
备的实际运行状况,具有很大的盲目性和强制性,因而容易造成设备的
“检修不足”和“过度检修”矛盾的产生,这样既浪费了大量的人力物
力,又未能有效地检修设备故障。
为及时发现电气设备的早期缺陷,防止突发事故发生,同时减少不
必要的停电检修,避免传统试验对电气设备由于“过度检修”所造成的
巨大损失,有效的延长设备的使用寿命,使设备检修达到优化配置,迫
切需要对电气设备运行状态进行实时或定时的