铁路运输论文_电力机车真空断路器故障度在线检

文章目录

摘要

Abstract

第1章 绪论

1.1 课题研究的背景及意义

1.2 真空断路器在线检测研究现状

1.3 本文研究的主要内容

第2章 真空断路器的特性及故障度分析

2.1 真空断路器的结构及工作原理

2.2 真空断路器的特性分析

    2.2.1 真空断路器电路模型的分析

    2.2.2 真空断路器开合过程分析

    2.2.3 真空断路器线圈电流的分析

2.3 真空断路器常见故障分析

2.4 真空断路器故障度模型

    2.4.1 输入层参量的确定

    2.4.2 输出层故障度的设计

2.5 本章小结

第3章 基于BP神经网络的真空断路器故障度模型

3.1 BP神经网络模型

3.2 故障度模型数据处理

    3.2.1 样本数据的选取

    3.2.2 数据的预处理

    3.2.3 网络层数与神经元个数的确定

3.3 故障度模型仿真分析

3.4 故障度评价模型的验证

3.5 故障度评价模型的分析

    3.5.1 效果分析

    3.5.2 训练组数量对结果的影响

3.6 本章小结

第4章 真空断路器故障度在线检测系统设计

4.1 真空断路器在线检测方案设计

4.2 在线检测系统结构

4.3 在线检测系统硬件电路设计

    4.3.1 直流电压采集电路

    4.3.2 直流电流采集电路

    4.3.3 交流电流采集电路

    4.3.4 USB数据下载电路

    4.3.5 嵌入式控制器最小系统电路

    4.3.6 霍尔传感器以及微型精密电流互感器

    4.3.7 电源电路设计

4.4 在线检测系统软件设计

    4.4.1 主程序流程

    4.4.2 USB数据下载部分流程

    4.4.3 GPRS无线数传部分流程

    4.4.4 串口屏显示部分流程

    4.4.5 数据采集部分流程

4.5 本章小结

第5章 真空断路器故障度在线检测系统的研制及试验

5.1 故障度在线检测装置的研制

    5.1.1 在线检测装置实物

    5.1.2 检测系统软件界面

5.2 故障度在线检测装置的试验

    5.2.1 HXD1B0009 机车数据分析

    5.2.2 HXD1B0099 机车数据分析

    5.2.3 HXD1B0221 机车数据分析

    5.2.4 试验分析及总结

5.3 本章小结

第6章 总结与展望

6.1 全文总结

6.2 工作展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间的学术成果

文章摘要:真空断路器是电力机车的核心设备之一,其安全稳定运行是电力机车安全稳定运行的保障。真空断路器在运行工作中,经常会出现一些故障,且有些故障难以捕捉。因此,对真空断路器的运行状态进行实时检测,是电力机车安全稳定运行的需要。本文针对目前电力机车真空电路器工作状态缺乏检测的问题,设计了一种电力机车真空断路器故障度在线检测系统。该系统通过采集真空断路器的实时数据,采用BP神经网络算法,判断真空断路器的实时故障状态,减轻了真空断路器维护和检修工作的劳动强度,同时提高了电力机车稳定运行的安全系数。本文的主要研究内容和取得的结果如下:（1）研究了真空断路器的结构及工作原理,分析了真空断路器的电路模型、合闸、分闸等动态过程,总结了真空断路器常见的故障及其故障产生的原因。针对真空断路器的机械特性故障,分析了故障度模型输入层所要确定的参量,设计了故障度模型输出层参量,搭建了真空断路器故障度模型。（2）构建了基于BP神经网络的电力机车真空断路器故障度模型并验证了其可靠性和准确性。对真空断路器的故障度模型与原有检修策略进行了仿真分析对比,验证了真空断路器故障度模型与原有检修策略的结合效果,为实现状态差异性检修提供了可靠的参考依据。对故障度模型进行了实际效果验证,确定了故障度模型的可行性和可靠性。对真空断路器所采集的训练组数量进行了分析,通过仿真分析,得出当数据组达到100组及以上时,故障度模型的拟合程度最高。（3）提出了电力机车真空断路器在线检测系统的设计思路。根据电力机车真空断路器在线检测系统的设计需求,提出电力机车真空断路器在线检测系统的设计思路和方案,构建了电力机车真空断路器在线检测系统的框架结构,根据在线检测系统的方案和结构,设计了在线检测系统的硬件电路和软件程序,为在线检测故障度模型提供了软硬件平台。（4）构建了真空断路器故障度在线检测试验平台并进行了现场试验。首先对真空断路器故障度在线检测系统进行了实物研制,并结合具体情况,对系统的各种界面一一进行了阐述。其次对真空断路器故障度在线检测系统进行了实地安装和试验,通过检测信号数据,分析出真空断路器的实际故障原因,并发现和解决了真空断路器故障度在线检测系统在实际应用中出现的缺陷和不足,验证了该系统的准确性和可靠性。

文章来源：《高压电器》 网址: http://www.gydqzzs.cn/qikandaodu/2021/1110/626.html