電力設備聲振檢測與診斷技術

目錄


第1章緒論(1)

1.1電力設備故障診斷技術概述(1)

1.1.1電力設備故障診斷的含義(1)

1.1.2電力設備故障診斷的意義(1)

1.1.3電力設備故障診斷技術的發(fā)展(3)

1.1.4典型狀態(tài)評價與故障診斷技術(3)

1.1.5智能運檢技術應用情況分析(12)

1.1.6狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷系統(tǒng)構成(15)

1.2電力設備聲學與振動特性概述(16)

1.2.1變壓器振動噪聲(17)

1.2.2電抗器振動噪聲(20)

1.2.3電容器振動噪聲(21)

1.2.4開關柜設備振動噪聲(21)

1.2.5線路、金具噪聲(22)

1.2.6通風風機噪聲(23)

1.3電力設備聲學與振動故障診斷技術概述(23)

1.3.1噪聲與振動診斷技術(23)

1.3.2聲學成像故障診斷技術(26)

參考文獻(29)

第2章聲學基礎(31)

2.1聲學基本概念(31)

2.1.1聲波的產(chǎn)生(31)

2.1.2波動方程(33)

2.2機械振動基本概念(34)

2.2.1簡諧振動方程(34)

2.2.2振動位移、速度和加速度(36)

2.2.3振動分析模型(38)

2.3基本聲學參量(41)

2.3.1聲壓、聲強和聲功率(41)

2.3.2聲學參量的級與運算(43)


2.4聲音的傳播特性(47)

2.4.1聲場分類(47)

2.4.2聲波的傳播(48)

2.4.3惠更斯原理(55)

2.4.4多普勒效應(55)

參考文獻(56)

第3章噪聲與振動檢測技術(57)

3.1噪聲與振動檢測系統(tǒng)(57)

3.2傳感器(57)

3.2.1聲傳感器(58)

3.2.2振動傳感器(59)

3.2.3傳感器的選用原則(60)

3.3傳感器校準與使用(61)

3.3.1校準方法(61)

3.3.2傳聲器校準(62)

3.3.3振動傳感器校準(64)

3.3.4傳感器使用(65)

3.4聲學信號采集(65)

3.4.1信號分類(65)

3.4.2信號采集(66)

3.4.3信號采集設備(66)

3.5聲學信號處理(69)

3.5.1時域分析(69)

3.5.2頻域分析(71)

3.5.3時頻分析(73)

3.6噪聲與振動測試方法(73)

3.6.1噪聲檢測方法(73)

3.6.2振動檢測方法(74)

參考文獻(75)

第4章聲學與振動信號分析技術(77)

4.1數(shù)字濾波去噪技術(77)

4.1.1無限脈沖響應(IIR)數(shù)字濾波器設計(77)

4.1.2FIR數(shù)字濾波器設計(80)

4.2小波分析(82)

4.3小波包分析(85)

4.4語音增強技術(87)

4.4.1譜減法語音增強技術(87)

4.4.2自相關處理抗噪法語音增強技術(88)

4.4.3利用Weiner濾波法的語音增強技術(89)

4.5短時窗法(89)

4.6盲源分離方法(90)

4.6.1盲源分離數(shù)學模型(91)

4.6.2盲源分離的預處理方法(92)

4.6.3基于極大似然的固定點算法(93)

4.6.4子帶獨立分量分析(SDICA)算法(94)

4.6.5基于互信息的分離算法(95)

4.6.6分離效果評價指標(97)

4.7電力設備聲學與振動信號分析實例(98)

4.7.1電力設備聲信號抗外界噪聲干擾預處理(98)

4.7.2變電站主要聲源噪聲信號分離(104)

4.7.3配電變壓器聲音與振動信號盲源分離(108)

4.7.4高壓并聯(lián)電抗器聲音與振動信號盲源分離(124)

4.8其他技術在變壓器聲音信號處理中的應用(132)

4.8.1數(shù)字圖像及圖像處理技術(132)

4.8.2變壓器聲紋圖像的點運算(135)

4.8.3變壓器聲紋圖像空間域增強(141)

參考文獻(144)

第5章電力變壓器(電抗器)聲學與振動故障診斷技術(147)

5.1故障特征提取(147)

5.1.1特征量提取概述(147)

5.1.2典型變壓器聲信號特征提取方法(153)

5.1.3變壓器聲信號典型特征(157)

5.1.4變壓器聲紋特征有效性分析(160)

5.2數(shù)據(jù)分布特征測度(163)

5.2.1集中趨勢的度量(164)

5.2.2離散程度的度量(165)

5.2.3偏態(tài)與峰態(tài)的度量(167)

5.2.4數(shù)據(jù)分布箱線圖(168)

5.3數(shù)據(jù)正態(tài)性檢驗方法(170)

5.3.1SW檢驗(171)

5.3.2KS檢驗(172)

5.3.3PP圖與QQ圖(173)

5.4變壓器聲紋特征分布規(guī)律統(tǒng)計分析(174)

5.4.1聲壓級與電壓等級(174)

5.4.2聲壓級與冷卻方式(175)

5.4.3聲壓級特征數(shù)量分布(176)

5.4.4奇偶次諧波比與電壓等級(178)

5.4.5奇偶次諧波比與冷卻方式(179)

5.4.6奇偶次諧波比特征數(shù)量分布(180)

5.4.7能量比重特征分布(180)

5.4.8頻譜復雜度與電壓等級(183)

5.4.9頻譜復雜度與冷卻方式(184)

5.4.10頻譜復雜度特征參數(shù)的數(shù)量分布(185)

5.4.11運行時間對變壓器聲紋特征參數(shù)分布的影響(185)

5.5變壓器聲紋特征數(shù)據(jù)正態(tài)性檢驗(188)

5.6變壓器聲紋特征模式識別(190)

5.6.1基于LSSVM的變壓器運行狀態(tài)評價(190)

5.6.2變壓器諧波負載模式識別(196)

5.6.3變壓器直流偏磁模式識別(197)

5.6.4變壓器不平衡負載模式識別(199)

5.7基于深度學習的變壓器聲紋圖像識別技術(202)

5.7.1變壓器聲紋圖譜數(shù)據(jù)庫建設方案(202)

5.7.2ONAN變壓器聲紋圖譜數(shù)據(jù)庫(204)

5.7.3ONAF變壓器聲紋圖譜數(shù)據(jù)庫(207)

5.7.4基于深度學習的變壓器聲紋圖譜圖像識別(210)

參考文獻(214)

第6章開關類設備聲學與振動診斷技術(215)

6.1開關類設備(215)

6.2故障產(chǎn)生原因(216)

6.3故障檢測方法(218)

6.3.1常用檢測方法分類(218)

6.3.2超聲波法(219)

6.4故障診斷案例(221)

6.4.1施工安裝問題引起的設備問題(221)

6.4.2長期運行老化引起的設備問題(227)

6.4.3運行環(huán)境導致的設備問題(238)

6.4.4產(chǎn)品設計導致的開關柜異常振動診斷(244)

參考文獻(257)

第7章旋轉類電力設備聲學與振動診斷技術(259)

7.1概述(259)

7.2轉子不平衡引起的振動故障(261)

7.2.1轉子的變形規(guī)律和振動特性(262)

7.2.2不平衡振動故障案例分析(265)

7.3動靜部件摩擦引起的振動故障(271)

7.3.1摩擦故障機理分析(271)

7.3.2摩擦故障特征(273)

7.3.3摩擦振動故障案例分析(274)

7.4轉子熱變形引起的振動故障分析(287)

7.4.1熱變形故障特征分析(287)

7.4.2轉子常見熱變形原因分析(289)

7.4.3轉子熱變形振動故障案例分析(290)

7.5電氣故障引起的振動故障分析(293)

7.5.1電氣缺陷引起的振動故障原因分析(293)

7.5.2電氣缺陷引起的振動故障案例分析(294)

7.6部件松動引起的振動故障分析(300)

7.6.1部件松動引起的振動故障原因分析(300)

7.6.2部件松動引起振動故障案例分析(301)

參考文獻(307)

第8章輸電線路聲學與振動診斷技術(310)

8.1架空輸電線路絕緣子污穢度聲紋監(jiān)測(310)

8.1.1絕緣子污穢放電機理(310)

8.1.2絕緣子污穢放電在線監(jiān)測技術(313)

8.1.3絕緣子污穢試驗與實驗室測試(315)

8.1.4絕緣子污穢放電聲紋特征提取(336)

8.1.5輸電線路聲紋監(jiān)測裝置及系統(tǒng)(340)

8.2架空輸電線路舞動監(jiān)測(347)

8.2.1架空輸電導線舞動形成的基本原理(347)

8.2.2架空輸電導線舞動的危害與防治(349)

8.2.3架空輸電導線舞動在線監(jiān)測技術(352)

8.2.4基于振動傳感器的導線舞動在線監(jiān)測裝置及系統(tǒng)(356)

8.3電力電纜接頭絕緣狀態(tài)超聲檢測(362)

8.3.1電力電纜接頭放電基本原理(363)

8.3.2電力電纜接頭放電的危害及特征分析(365)

8.3.3電力電纜絕緣狀態(tài)檢測方法(366)

8.3.4基于超聲波檢測法的電纜接頭放電在線監(jiān)測裝置(369)

參考文獻(377)