第六讲：智能电器应用实例2015.4.30.pdf

智能电器与智能电网 研究生课程 (本讲内容主要源自福州大学张培铭教授课题组研究成果) 厦门理工学院电气工程与自动化学院 1 主讲：陈丽安 2015年4月30日 2、低压断路器智能化技术 短路故障是电力系统最常见也是危害最大的 故障类型之一。在低压配电系统中，由于规模和 容量的日益扩大，短路电流随之迅速增大，所造 成的损失也越来越大。因此，在短路故障出现的 早期对其进行预判并快速切断故障源就成为低压 配电系统和电器领域重要的研究课题——显然这 正是适应智能电网发展的要求。 目前，智能型低压保护电器存在共同问题， 它们所提供的保护相对于故障发生时刻有一定的 滞后，因此难以获得准确的良好的限流功能。对 短路故障进行准确地早期检测的主要难题在于故 2 障特征的准确提取与抗干扰。 低压断路器智能化技术 短路故障的早期检测与短路电流快 速分断控制 —小波与数学形态学 3 低压断路器智能化技术 小波分析作为信号处理方法的出现，给故障 诊断技术带来了新的生机和活力，而小波与形态 学滤波器相结合的短路故障早期检测模型从理论 上解决了上述问题。 小波分解变换的细节分量既能体现信号变化 率的大小，又剔除了噪声干扰的影响。这一特性 可用来提取低压系统短路故障的故障特征以达到 故障早期检测的目的。但是小波变换在脉冲噪声 的滤波效果方面存在着不足。 因此，引入了一种基于数学形态学的形态滤 波器，它可以有效剔除正负脉冲噪声的干扰。 4 低压断路器智能化技术 建立了基于形态小波理论的故障早期预测 模型。 利用短路故障早期检测模型构建适用于计 算机的数学理论模型，形成比较完善和实用 的短路电流快速分断控制系统软、硬件方案。 在DSP系列数字信号控制器上实时实现了 短路电流的早期检测和快速分断。 低压断路器智能化技术 目前，智能控制器的瞬时脱扣信号触发时 间最短在10ms 左右，而采用上述设计方案， 瞬时脱扣信号触发时间在1ms 左右，说明短路 电流快速分断控制系统正确地实现了早期检测 和快速分断控制。因此，将形态小波算法作为 短路电流的故障判定算法是可行的，并且具有 其它算法无法比拟的优势。 3、电器智能动态测试技术 (1)光机电交流接触器动态测试装置 7 （1）信号检测 1）励磁电压与电流 采用高精度与快速响应 的电压、电流传感器，以检测励磁电源电压与线 圈电流。 2）通过动静触头之间的电信号，检测触头系 统的动态状况。 3）衔铁的位移与加速度 采用先进的传感技 术，在不影响电磁系统原有运动规律的前提下， 实现上述两个参数的动态检测。 位移 电磁系统往往封装在电器的外壳内，采 用非接触、光电检测技术，应用高速线阵 CCD，将移动的光束转换成受光像元沿线阵 快速运动；利用电荷藕合原理，CCD将输出 随衔铁运动变化的视频信号。 （2）信号调理电路 （3）软测量 在电磁系统动态测试中，存在一些难以直 接检测或现有传感器不能满足动态过程机理的 特性参数，如电磁吸力、气隙磁链与速度等， 而这些参数却是电器设计与开发中，表征电器 性能的重要参数。 本装置在高精度测量有关特性参数的基 础上，采用软测量技术，根据电器动态过程的 机理性数学模型，推导出非直接测量参数，即 实现难以直接测量参数的软测量。 吸合过程动态测试界面 12 3、电器智能动态测试技术（续） (2)基于高速摄像机的电器动态测试技术 13 3、电器智能动态测试技术（续） 采用PCO1200S高速摄像机的智能交流接 触器动态测试装置。利用该装置对智能交流 接触器的机构运动形态进行测试，可以进行 二维测试，并且可将触头与铁心的运动形态 真实地反映。其摄取速率高达30167.73fps(相