基于经验模态分解及维格纳威尔分布的电缆双端故障定位算法 被引量：53

1

作者 刘洋 曹云东 侯春光 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第16期4086-4093,共8页

快速准确地得到配电网故障位置,对配电网系统安全稳定运行、快速恢复供电具有重要意义。提出一种基于经验模态分解(empirical mode decomposition,EMD)和维格纳威尔分布(Wigner Ville distribution,WVD)的电缆双端故障定位方案。通过对... 快速准确地得到配电网故障位置,对配电网系统安全稳定运行、快速恢复供电具有重要意义。提出一种基于经验模态分解(empirical mode decomposition,EMD)和维格纳威尔分布(Wigner Ville distribution,WVD)的电缆双端故障定位方案。通过对测量得到的故障行波进行EMD分解,实现对故障高频成分的提取与噪声的消除。将得到的一阶本征模态函数(intrinsic mode function,IMF)进行WVD分离,将故障信号的能量在时间及频率坐标系下表述出来。通过计算故障行波的瞬时能量曲线峰值,确定故障初始行波波头的到达时刻。仿真及实验结果表明,所提方案能够准确地确定故障初始行波波头的到达时刻,使电缆双端行波同步。与需要同步时钟的双端定位方法比较,具有较高的定位精度。在实际工程中有良好的应用前景。 展开更多

关键词 配电网 双端故障测距 经验模态分解 维格纳威尔分布 本征模态函数

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基于LSTM的交流接触器剩余寿命预测 被引量：15

2

作者 刘树鑫 高士珍 +2 位作者 刘洋 李静 曹云东 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第8期3210-3220,共11页

交流接触器在各种低压控制线路中应用极为频繁,因此对其进行剩余寿命预测可以大幅提高电力控制系统的运行稳定性。针对目前交流接触器剩余寿命预测没有充分利用其退化过程前后状态之间联系的问题,提出了一种基于长短期记忆神经网络(long... 交流接触器在各种低压控制线路中应用极为频繁,因此对其进行剩余寿命预测可以大幅提高电力控制系统的运行稳定性。针对目前交流接触器剩余寿命预测没有充分利用其退化过程前后状态之间联系的问题,提出了一种基于长短期记忆神经网络(long short-term memory,LSTM)的交流接触器剩余寿命预测方法。首先,通过交流接触器全寿命试验平台获取其整个生命周期的退化数据,从中提取出能够反映其运行状态的特征参数;其次,采用灰色关联分析(grey relation analysis,GRA)法和皮尔逊相关系数(Pearson correlation coefficient,PCC)法剔除多维参量的冗余信息,进行特征选择,并将其结果作为预测模型的输入样本;最后进行LSTM预测模型训练。试验结果表明,相比传统循环神经网络(recurrent neural network,RNN),基于LSTM的剩余寿命预测模型能够充分利用全寿命周期时序序列数据的前后关联信息,对交流接触器剩余寿命预测有更高的准确性。 展开更多

关键词 交流接触器 灰色关联分析 皮尔逊相关系数 特征选择 长短期记忆神经网络 剩余寿命预测

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机械应力下电工钢片磁滞与磁致伸缩回环滞后特性模拟 被引量：8

3

作者 李梦星 张艳丽 +2 位作者 姜伟 张殿海 谢德馨 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第11期2698-2706,共9页

机械应力会影响电机铁心材料的磁滞回环特性和磁致伸缩回环特性,进而影响电机损耗与振动等运行性能,为此需要在电工产品设计阶段有效模拟电工钢片磁滞-磁致伸缩应变-机械应力的耦合关系下的磁特性。基于磁畴能量极小值的原理,该文提出... 机械应力会影响电机铁心材料的磁滞回环特性和磁致伸缩回环特性,进而影响电机损耗与振动等运行性能,为此需要在电工产品设计阶段有效模拟电工钢片磁滞-磁致伸缩应变-机械应力的耦合关系下的磁特性。基于磁畴能量极小值的原理,该文提出改进的磁畴结构模型(ADSM)实现电工钢片在机械应力下磁滞与磁致伸缩回环滞后特性表征。引入磁滞能量密度函数描述磁滞和磁致伸缩回环滞后效应,引入磁弹性能考虑机械应力对磁特性的影响,使用多个晶粒磁特性的平均值来表示多晶结构电工钢片的磁特性,最后通过模型结果与实验测量数据对比,验证了该改进的ADSM较传统模型更能有效地表征电工钢片的磁滞与磁致伸缩滞后特性,为准确计算铁心的损耗与振动性能奠定基础。 展开更多

关键词 磁畴能量 电工钢片 机械应力 磁致伸缩回环 磁滞回环

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直流偏磁下单相变压器铁心实验模型局部磁致形变测量与模拟 被引量：8

4

作者 王振 张艳丽 +3 位作者 张殿海 任自艳 谢德馨 白保东 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第12期4316-4324,共9页

电工钢片的磁致伸缩效应是变压器振动噪声的主要来源之一,实际工况下变压器铁心的磁致伸缩特性比单片电工钢片的特性更为复杂,而直流偏磁的存在会加剧铁心的形变。为了进一步掌握变压器铁心的磁致形变特征,该文直接对单相变压器铁心局... 电工钢片的磁致伸缩效应是变压器振动噪声的主要来源之一,实际工况下变压器铁心的磁致伸缩特性比单片电工钢片的特性更为复杂,而直流偏磁的存在会加剧铁心的形变。为了进一步掌握变压器铁心的磁致形变特征,该文直接对单相变压器铁心局部应变进行实验测试,开发并搭建叠片结构的单相双柱变压器铁心磁致伸缩测试系统,测试并分析不同磁化方式下不同局部区域的磁致伸缩特性,讨论直流偏磁磁场对铁轭以及芯柱磁致伸缩性能的影响,分析夹件位置和夹紧力对变压器铁心磁致伸缩的影响。基于实验测试数据,从工程应用角度提出直流偏磁下基于BP神经网络的叠片铁心磁致伸缩模拟方法。研究结果表明,实际工况下变压器铁心拐角区域由于旋转磁场的存在导致磁致伸缩增大,适当的夹紧位置和夹紧力可有效降低铁心磁致伸缩应变,神经网络法能较好的模拟直流偏磁下变压器铁心局部的磁致形变特性,更适用于工程实践。 展开更多

关键词 局部磁致形变 磁致伸缩 旋转磁场 单相变压器铁心

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电工钢片旋转损耗特性分析与损耗模型修正 被引量：8

5

作者 迟青光 张艳丽 +4 位作者 曹政 杨树平 张殿海 任自艳 谢德馨 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第8期2418-2425,共8页

高效、超高效电动机的设计关键是降低各项损耗。然而,无论是使用高质量的电工钢材料还是改进电机结构降低铁耗都离不开对电工钢材料复杂磁特性的准确把握。为深入研究实际工况下电工钢片损耗特性,利用先进的电工钢片旋转磁特性测量装置... 高效、超高效电动机的设计关键是降低各项损耗。然而,无论是使用高质量的电工钢材料还是改进电机结构降低铁耗都离不开对电工钢材料复杂磁特性的准确把握。为深入研究实际工况下电工钢片损耗特性,利用先进的电工钢片旋转磁特性测量装置,研究了无取向电工钢片单位铁损特性及其与磁化方式、磁化轨迹的关系。从提高旋转损耗计算精度和工程实用性角度,提出了修正的椭圆损耗计算模型和修正的正交分解损耗模型,验证了修正模型对近乎实际工况下铁损计算的有效性。研究表明,修正的损耗计算模型降低了实施矢量磁滞模型与有限元耦合计算旋转铁耗的复杂程度,满足了工程精度要求。由于修正模型的系数充分拟合了旋转特性测量数据,所以降低了模型应用过程中对旋转磁特性测量装置的依赖,提高了模型的实用性。 展开更多

关键词 单位铁损 旋转损耗 电工钢片 磁化轨迹 损耗模型

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直流偏磁下叠片铁心磁致伸缩的实验测试与分析 被引量：8

6

作者 王振 张艳丽 +2 位作者 张殿海 任自艳 谢德馨 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第16期4918-4925,共8页

电工钢片磁致伸缩效应是引起变压器铁心振动,并产生噪声的主要原因之一,直流偏磁的存在加剧了铁心的磁致伸缩形变。基于爱泼斯坦方圈装置开发了电工钢片叠片结构磁致伸缩特性测量系统,测量并分析了取向电工钢片叠片结构在不同直流偏磁... 电工钢片磁致伸缩效应是引起变压器铁心振动,并产生噪声的主要原因之一,直流偏磁的存在加剧了铁心的磁致伸缩形变。基于爱泼斯坦方圈装置开发了电工钢片叠片结构磁致伸缩特性测量系统,测量并分析了取向电工钢片叠片结构在不同直流偏磁磁场、磁化角度及磁化强度下磁致伸缩主应变大小和方向的变化情况,对比分析了单片电工钢片与其叠片结构磁致伸缩特性的差异,讨论了直流偏磁磁场对叠片结构磁致伸缩特性的影响,并建立了材料磁致伸缩特性数据库。基于上述测量数据,计算了直流偏磁下单相变压器铁心模型的磁致伸缩应变,并与实测值进行了对比验证,为直流偏磁下变压器铁心振动噪声的研究奠定基础。 展开更多

关键词 磁致伸缩 直流偏磁 叠片铁心 爱泼斯坦方圈

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基于模态相似性度量的开关电器状态表征研究 被引量：6

7

作者 刘洋 刘树鑫 曹云东 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第2期844-852,共9页

开关电器状态的准确表征是实现电器高智能化发展的必要前提,针对其全寿命具有多元、多状态、多属性交互影响和动态随机变化的特点,首先提出以多属性特征参数为驱动,在充分考虑参数影响权重和动态相关性的基础上,通过特征变换进行状态空... 开关电器状态的准确表征是实现电器高智能化发展的必要前提,针对其全寿命具有多元、多状态、多属性交互影响和动态随机变化的特点,首先提出以多属性特征参数为驱动,在充分考虑参数影响权重和动态相关性的基础上,通过特征变换进行状态空间重构即形成模态空间,给出相似性度量的加权改进方法。其次,以电器基本模态为参数,利用模态相似性度量进行电器状态定量表征分析,建立时间序列表征模型,实现对开关电器实时状态动态表征。最后,通过实测数据进行验证分析,结果表明该文所提方法有效、可行,可实现对开关电器全寿命周期状态的动态分析和定量表征。此外,与其他2种方法相比,结果证明在有触点开关类电器的状态表征中具有较高的表征精度,为下一步研究开关电器状态精准预测和动态识别提供了参考。 展开更多

关键词 开关电器 状态表征 模态相似性 时间序列

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12 kV开关柜载流回路热分析与温度预测 被引量：1

8

作者 时宝朋 侯春光 +2 位作者 曹云东 徐晓刚 蒋幸伟 《电器与能效管理技术》 2023年第8期68-75,共8页

准确掌握运行状态下开关柜内部载流回路的热分布和温升状况,可避免开关柜高温状态下绝缘性能劣化和使用寿命的降低。针对某型12 kV开关柜载流回路,展开热分析与温度预测的研究。首先针对所研究柜型关键发热部位和主载流回路建立温度分... 准确掌握运行状态下开关柜内部载流回路的热分布和温升状况,可避免开关柜高温状态下绝缘性能劣化和使用寿命的降低。针对某型12 kV开关柜载流回路,展开热分析与温度预测的研究。首先针对所研究柜型关键发热部位和主载流回路建立温度分析模型,结合电器发热理论和传热学理论对模型进行仿真分析,结果表明载流回路温度分布与接触电阻有关。其次以仿真数据集作为基础,以最小二乘支持向量机算法搭建温度预测模型,对触头进行温度预测,结果表明在可接受的预测误差范围内所提预测模型预测结果的准确性。 展开更多

关键词 开关柜 温度场 温度预测 最小二乘支持向量机

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铁心表面局部磁特性检测系统设计与实现 被引量：5

9

作者 王振 张艳丽 +2 位作者 任亚军 张殿海 谢德馨 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第23期5435-5441,共7页

电机定子铁心轭部、变压器铁心T型结合部存在大量旋转磁通,旋转磁化产生的损耗大于交变损耗,准确测量铁心局部区域的旋转磁化特性是研究旋转损耗的前提和基础。该文搭建了铁心表面局部磁通密度B信号和磁场强度H信号磁特性检测系统,设计... 电机定子铁心轭部、变压器铁心T型结合部存在大量旋转磁通,旋转磁化产生的损耗大于交变损耗,准确测量铁心局部区域的旋转磁化特性是研究旋转损耗的前提和基础。该文搭建了铁心表面局部磁通密度B信号和磁场强度H信号磁特性检测系统,设计并制作了B-H矢量传感器。该传感器由一对B探针和一个高精度霍尔元件组成,其中B探针的测量精度由标准线圈测试实验进行校准。基于LabVIEW虚拟仪器编写了采集B信号和H信号的计算机程序,并以一台单相变压器铁心模型为例,测量了铁心拐角区域两个垂直方向的B信号和H信号,分析了铁心的旋转磁化特性,为进一步降低铁心损耗,实现铁心结构优化设计提供了有效的实验测试方法。 展开更多

关键词 局部磁特性 铁耗 B-H矢量传感器 B探针

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基于玻尔兹曼函数和磁畴能量最小化的电工钢片磁滞特性模拟

10

作者 李梦星 张艳丽 +2 位作者 赵加贺 姜伟 谢德馨 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第21期8538-8549,共12页

电工钢片磁滞特性与损耗特性的精细模拟是实现变压器、电机等电工产品节能降耗绿色运行的关键。该文基于磁畴能量最小值原理,对组合磁畴结构模型(assembled domain structure model,ADSM)中磁畴能量最小化方法与磁畴分布概率求解方法进... 电工钢片磁滞特性与损耗特性的精细模拟是实现变压器、电机等电工产品节能降耗绿色运行的关键。该文基于磁畴能量最小值原理,对组合磁畴结构模型(assembled domain structure model,ADSM)中磁畴能量最小化方法与磁畴分布概率求解方法进行改进。提出采用变步长梯度下降法与Boltzmann函数相结合的两步法实现磁化过程磁畴动态变化的有效模拟,简化模型的构造过程。利用变步长梯度下降法求取磁畴总能量最小值,确定磁畴的单位磁化矢量,再利用Boltzmann函数计算磁畴分布概率,实现磁滞回环的拟合。与实验测量结果对比表明:改进的ADSM模型求解方法可以在简化计算过程的同时有效地模拟磁滞回环。 展开更多

关键词 磁畴 电工钢片 磁滞回环 Boltzmann函数 变步长梯度下降法

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旋转磁化下电工钢片的磁致伸缩特性 被引量：3

11

作者 龚园 张艳丽 +4 位作者 李强 杨树平 张殿海 任自艳 谢德馨 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第16期4826-4833,共8页

电工钢片的磁致伸缩效应会使大容量电机定子铁心发生形变加剧电机振动噪声。近年来,随着实验测试技术的不断发展,国外已开展电工钢片磁致伸缩的测量与特性研究工作,国内还处于起步阶段。为深入研究旋转磁化下电工钢片的磁致伸缩效应,开... 电工钢片的磁致伸缩效应会使大容量电机定子铁心发生形变加剧电机振动噪声。近年来,随着实验测试技术的不断发展,国外已开展电工钢片磁致伸缩的测量与特性研究工作,国内还处于起步阶段。为深入研究旋转磁化下电工钢片的磁致伸缩效应,开发了基于三轴应变测量的单片电工钢片旋转磁致伸缩测量系统,研究了椭圆磁化轨迹在不同轴比、倾斜角及磁通密度下电工钢片磁致伸缩主应变矢量周期变化情况,建立了可供分析电机铁心磁致伸缩效应的数据库文件,并以三维插值曲面的形式描述了旋转磁化与磁致伸缩的关系。研究了一种计算电机定子铁心磁致伸缩效应的数值分析方法,以环形铁心模型为例实验验证了计算方法的有效性。研究表明,电工钢片的旋转磁致伸缩形变大于交变磁致伸缩,且随着磁化轨迹圆形程度的增加而增大。上述实验数据及旋转磁致伸缩特性分析为减小电机铁心的振动噪声研究提供了参考。 展开更多

关键词 磁致伸缩 主应变 电工钢片 旋转磁致伸缩 三轴应变片

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基于多尺度磁畴能量模型的电工钢片磁滞各向异性模拟 被引量：1

12

作者 李梦星 张艳丽 +3 位作者 王振 张殿海 姜伟 谢德馨 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第S01期237-245,共9页

电工钢片磁滞特性的准确表征影响着变压器等电工产品电磁仿真结果的可靠性。随着电工产品服役工况复杂程度的增加,相较于侧重数学公式推演的唯象磁滞模型,物理磁滞模型具有物理概念明确、参数辨识过程简单,以及更适用于复杂工况的优势... 电工钢片磁滞特性的准确表征影响着变压器等电工产品电磁仿真结果的可靠性。随着电工产品服役工况复杂程度的增加,相较于侧重数学公式推演的唯象磁滞模型,物理磁滞模型具有物理概念明确、参数辨识过程简单,以及更适用于复杂工况的优势而逐渐引起国内外学者的关注。该文提出采用多尺度磁畴能量模型表征电工钢片的磁滞各向异性。引入磁滞能量密度函数表述磁化历史对当前磁化状态的影响,从磁矩旋转的角度更有效地描述与解释磁滞各向异性,用晶粒磁行为的平均值代表多晶体磁特征,实现从磁畴、晶粒到多晶的多尺度磁滞特性表征。同时,通过克尔显微镜对各向异性磁化过程磁畴动态变化进行观测,结合宏观磁滞回环解释电工钢片磁各向异性。最后,利用实验测量的磁滞回环验证了多尺度磁畴能量模型的有效性。研究结果表明,在保证一定计算精度的前提下,引入磁滞能量的多尺度磁畴能量模型简化了传统磁畴模型参数辨识过程,提高了计算效率,有助于推进物理磁滞模型的工程应用。 展开更多

关键词 磁畴能量 磁滞 电工钢片 多尺度模型

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基于SSA ELM的直流串联故障电弧检测方法研究 被引量：1

13

作者 刘树鑫 刘学识 +2 位作者 李静 曹云东 刘洋 《电器与能效管理技术》 2022年第10期65-73,共9页

针对故障电弧信号随机性和不稳定性等问题,提出了一种基于SSA优化ELM(SSA-ELM)的直流串联电弧故障检测方法。首先根据UL 1699B标准搭建实验平台,进行数据采集;其次将采集到的直流故障电弧信号,通过添加自适应噪声的完全集合经验模态分解... 针对故障电弧信号随机性和不稳定性等问题,提出了一种基于SSA优化ELM(SSA-ELM)的直流串联电弧故障检测方法。首先根据UL 1699B标准搭建实验平台,进行数据采集;其次将采集到的直流故障电弧信号,通过添加自适应噪声的完全集合经验模态分解(CEEMDAN),得到固有模态分量(IMF),依据各IMF相关系数与能量分布,提取样本熵作为特征量;最后使用SSA-ELM学习特征量,并将该模型用于直流串联电弧故障检测。实验结果表明CEEMDAN分解方法对于信号干扰不敏感,SSA-ELM学习速度较快,对于直流串联电弧故障的检测识别更为准确灵敏。 展开更多

关键词 直流串联电弧 经验模态分解 电弧故障 SSA ELM

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考虑电工钢片磁特性温度效应的磁热迭代耦合仿真 被引量：2

14

作者 杜玉峰 张艳丽 任自艳 《电气工程学报》 2019年第1期35-40,共6页

电工钢片的磁特性会受到磁化方式、工作温度及外界压力等因素的影响。为了研究电工钢片磁特性的温度效应,基于单片电工钢片磁特性测量仪和一台恒温箱,实验测量了50AW600型晶粒无取向电工钢片和30ZH120型取向电工钢片在不同温度、励磁频... 电工钢片的磁特性会受到磁化方式、工作温度及外界压力等因素的影响。为了研究电工钢片磁特性的温度效应,基于单片电工钢片磁特性测量仪和一台恒温箱,实验测量了50AW600型晶粒无取向电工钢片和30ZH120型取向电工钢片在不同温度、励磁频率时的磁导率及损耗数据,分析了温度对材料特性的影响。研究了一种考虑电工钢片磁特性温度效应的磁热迭代耦合方法,并借助磁场仿真软件MagNet和温度场仿真软件ThermNet实现了磁热迭代耦合仿真。在此基础上,仿真计算了一台永磁无刷直流电机的铁心温度分布,对比分析了考虑材料温度特性前后电机铁心温升的变化,为准确计算电机、变压器等电工产品温升分布提供了一种有效的仿真方法。 展开更多

关键词 磁特性 温度效应 铁心 磁热耦合 电工钢片

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