电力电子电路的故障诊断 刘亚男

电力系统中的绝缘故障诊断与治理方法简介电力系统的绝缘故障是指电力设备或电网中的绝缘材料发生损坏或破裂，导致电力系统出现电弧、击穿、闪络和漏电等故障。

这些故障不仅会影响电力系统的正常运行，还会对设备和人身安全带来极大的威胁。

因此，对电力系统中的绝缘故障进行准确的诊断和治理是十分重要的。

绝缘故障的诊断方法多种多样，下面我们将介绍几种常用的方法。

第一种方法是绝缘材料测试。

绝缘材料测试一般使用绝缘电阻测试仪进行，通过测量电气设备或电线电缆的绝缘电阻来判断绝缘材料的状况。

如果绝缘电阻值低于设备规定的标准值，就表明绝缘故障的可能性很大。

第二种方法是测量绝缘油的介电损耗和介电强度。

绝缘油是电力设备中常用的绝缘材料，通过对绝缘油的介电损耗和介电强度进行测试可以判断绝缘油的绝缘性能是否良好。

如果介电损耗值超过设备规定的标准值，或者介电强度低于标准值，就说明绝缘油可能存在问题，需要进行更详细的分析和诊断。

第三种方法是红外热像法。

红外热像仪可以通过测量电气设备表面的红外辐射来捕捉设备表面的温度分布情况，从而判断绝缘材料的状况。

如果设备表面出现异常的高温区域，就可能意味着绝缘材料存在问题，需要及时进行修复和更换。

第四种方法是超声波检测法。

超声波检测仪可以通过向电气设备中发送超声波信号，再通过检测超声波的反射情况来判断绝缘材料的状况。

如果超声波的传播速度和反射情况异常，就可能表示绝缘材料存在损坏或破裂的情况。

除了绝缘故障的诊断，治理绝缘故障也是电力系统中的重要工作。

下面我们将介绍几种常用的治理方法。

第一种方法是绝缘材料的修复。

对于一些绝缘材料没有严重损坏的情况，可以通过修复来恢复其绝缘性能。

修复的方法包括绝缘材料的清洗、涂覆和填充等。

第二种方法是绝缘材料的更换。

对于一些绝缘材料已经损坏严重或无法修复的情况，需要进行更换。

更换绝缘材料时，需要选择具有良好绝缘性能且适合当前工作环境的材料。

第三种方法是增加绝缘材料的保护措施。

电气控制系统故障分析诊断及维修技巧电气控制系统在工业生产中扮演着至关重要的角色，它负责控制设备的运行、监测生产流程、保障生产安全等工作。

由于电气控制系统的复杂性，系统故障时有发生。

一旦电气控制系统出现故障，将会给生产带来严重的影响，因此及时的故障分析、诊断及维修技巧对于保障生产系统的正常运行至关重要。

本文将介绍电气控制系统故障的常见原因以及针对这些原因的分析、诊断及维修技巧。

一、电气控制系统故障的常见原因1. 供电问题供电问题是电气控制系统故障的常见原因之一。

供电问题包括电压不稳、电压突波、电压断相等问题。

这些问题会直接影响到电气设备的正常运行，甚至导致设备损坏。

2. 过载过载是指设备长时间以超负荷运行，这会导致设备过热、线路绝缘老化等问题，最终导致设备故障。

过载是电气控制系统故障的常见原因之一。

3. 环境影响环境因素也是导致电气控制系统故障的常见原因之一，比如高温、潮湿等环境会导致设备老化、绝缘破损等问题。

4. 设备老化设备老化也是电气控制系统故障的重要原因之一，长时间的使用会导致设备老化、性能下降。

二、故障分析、诊断及维修技巧1. 供电问题的故障分析、诊断及维修技巧对于供电问题导致的电气控制系统故障，首先要检测供电系统的电压、电流等参数，确保供电系统的稳定性。

对于电压不稳、电压突波等问题，可以安装稳压器、电压保护器等设备来保障电气设备的正常运行。

对于电压断相等问题，需要及时排除故障，恢复供电系统的正常运行。

2. 过载的故障分析、诊断及维修技巧对于设备的过载问题，首先要了解设备的额定负载和运行参数，确保设备运行在正常的负载范围内。

其次要合理安排生产计划，避免长时间的超负荷运行。

在设备运行过程中应该定期检测设备的运行参数，确保设备的正常运行。

3. 环境影响的故障分析、诊断及维修技巧对于环境影响导致的故障，首先要对生产环境进行调查，了解环境的影响因素。

其次要采取相应的措施，比如在高温环境下加强设备冷却，在潮湿环境下加强设备防潮等。

电力设备的故障诊断与分析方法随着电力设备的不断更新和发展，现代化的电力系统越来越复杂，电力设备的故障问题也日益凸显。

电力设备的故障一旦发生，不仅会影响电力系统的正常运行，还可能会对人员和设备造成安全隐患。

因此，对电力设备的故障进行及时、准确的诊断与分析显得尤为重要。

本文将探讨电力设备故障诊断与分析的方法及其实际应用。

一、故障诊断的方法1. 监测系统监测系统是电力设备故障诊断的重要手段之一，通过监测设备运行参数的变化，可以及时发现异常情况。

常见的监测系统包括温度、湿度、电流、电压等参数的监测。

当设备运行参数超出正常范围时，监测系统会发出警报，提示操作人员进行故障排查。

2. 故障记录故障记录是电力设备故障诊断的重要依据，可以帮助工程师了解设备的故障历史，从而分析故障的原因。

对设备进行定期的故障记录，可以帮助发现故障的重复性和规律性，为后续的故障诊断提供重要参考。

3. 检测工具现代化的电力设备故障诊断离不开各种高精度的检测工具，如红外热像仪、振动分析仪、局部放电检测仪等。

这些检测工具可以全面、准确地检测设备的运行状态，帮助工程师快速定位故障点，并采取相应的维修措施。

二、故障分析的方法1. 常见故障分类电力设备的故障可以分为电气故障、机械故障和热故障等多种类型。

在进行故障分析时，工程师需要根据不同类型的故障特征，采取相应的分析方法。

比如对于电气故障，可以通过测量电流、电压等参数来判断故障原因；对于机械故障，可以通过振动分析等手段来确定故障位置。

2. 故障原因分析在进行故障分析时，除了要了解故障类型外，还需要深入分析故障的根本原因。

常见的故障原因包括设备老化、磨损、设计缺陷等。

通过对故障原因的深入分析，可以为后续的设备维护和改进提供重要参考。

3. 实时监测与预警除了传统的故障诊断与分析方法外，现代化的电力设备还可以通过实时监测与预警系统来提前发现潜在的故障隐患。

通过智能化的监控装置和数据分析系统，可以实现对电力设备的全面监测和分析，及时预警，减少故障发生的可能性。

电力二次系统接地故障诊断分析摘要：在经济快速发展的背景下，中国已经开始全面建设智能电网，常规变电站和常规电网在南方电网中得到了广泛应用。

但常规站易发生交流串联成直流、直流接地等安全事故，不利于变电站的安全运行。

智能变电站具有二次系统升级和优化的优势。

二次系统是智能变电站最大的特点，它关系到整个变电站运行的安全稳定。

因此，在二次系统工作中，相关技术人员需要综合考虑各种因素，选择合理的系统接地方式，有序地进行生产组织工作。

确保各生产环节的有序进行。

这样，一方面能够为变电站的稳定运行提供保障，另一方面也能有效延长相关电力设备的使用周期。

关键词：电力；二次系统；接地故障；诊断引言现阶段，中国电力工业蓬勃发展，各地大量新建自动化变电站，站内配备多个继电保护装置，实行变电站无人值守模式，这对于降低变电站运行维护成本，改善变电站运行条件具有重要的现实意义。

与此同时，电力二次系统受到高电压等级一次设备、现场电磁环境、雷电流等因素影响，常发生继电保护装置误动、拒动等故障，威胁到变电站安全运行。

开展对二次系统接地技术的应用研究，保障变电站安全平稳运行。

1.变电站二次系统组网方案1.1总体优化方案1）在风险分析中，需要考虑二次系统故障对主系统的影响，优化二次系统组网方案可以有效降低网络风险。

2)二次装置风险与参与功能实体的类型、数量和节点程度有关。

在日常操作维护中，被保护设备的节点程度大，涉及的功能类型复杂。

在二次系统组网优化方案中，应重点关注保护功能和参与相关功能的二次设备。

在此基础上，设计了智能变电站二次系统组网方案。

在保证变电站二次系统整体结构不变的基础上，对智能变电站的保护跳闸方式和模拟量采集方式进行了优化。

将间隔交换机设置在各个间隔中，间隔交换机在系统中相连的设备有终端装置、保护装置以及测控装置，间隔交换机之间通过中心交换机相连，构成全站GOOSE网络。

将同源冗余星型双网配置在智能变电站的二次系统中，其主要目的是提高系统的可靠性。

电路板电气、运算放大器、短路、板卡故障表现与诊断检修方法一、电气故障各种时好时坏电气故障从概率大小来讲大概包括以下几种情况：1、接触不良：板卡与插槽接触不良、缆线内部折断时通时不通、线插头及接线端子接触不好、元器件虚焊等皆属此类；2、信号受干扰：对数字电路而言，在特定的情况条件下故障才会呈现，有可能确实是干扰太大影响了控制系统使其出错，也有电路板个别元件参数或整体表现参数出现了变化，使抗干扰能力趋向临界点从而出现故障；3、元器件热稳定性不好：从大量的维修实践来看，其中首推电解电容的热稳定性不好，其次是其它电容、三极管、二极管、IC、电阻等；4、电路板上有湿气、尘土等：湿气和积尘会导电具有电阻效应，而且在热胀冷缩的过程中阻值还会变化，这个电阻值会同其它元件有并联效果，这个效果比较强时就会改变电路参数使故障发生；5、软件也是考虑因素之一：电路中许多参数使用软件来调整，某些参数的裕量调得太低处于临界范围，当机器运行工况符合软件判定故障的理由时，那么报警就会出现。

二、运算放大器故障运算放大器好坏的判别对相当多的电子维修者有一定的难度，不只文化程度的关系。

理想运算放大器具有“虚短”和“虚断”的特性，这两个特性对分析线性运用的运放电路十分有用。

为了保证线性运用，运放必须在闭环(负反馈)下工作。

如果没有负反馈，开环放大下的运放成为一个比较器。

如果要判断器件的好坏，先应分清楚器件在电路中是做放大器用还是做比较器用。

根据放大器虚短的原理，就是说如果这个运算放大器工作正常的话，其同向输入端和反向输入端电压必然相等，即使有差别也是mv级的，当然在某些高输入阻抗电路中，万用表的内阻会对电压测试有点影响，但一般也不会超过0.2V，如果有0.5V以上的差别，则放大器必坏无疑。

如果器件是做比较器用，则允许同向输入端和反向输入端不等。

同向电压>反向电压，则输出电压接近正的最大值；同向电压<反向电压，则输出电压接近0V或负的最大值(视乎双电源或单电源)。

摘要高压直流输电（HVDC）技术因其技术和经济上的独特优势，在远距离大容量输电和大区域联网方面取得了十分广泛的应用。

换相失败是HVDC 输电系统常见的故障之一，严重影响影响整个电力系统的安全稳定运行。

换相失败故障的准确快速诊断是对换相失败采取有效控制措施的前提。

首先本文介绍了HVDC 输电系统及其换相失败故障诊断的研究现状，指出目前HVDC 换相失败故障诊断方法存在的不足。

其次，本文对HVDC 输电系统换相失败进行故障分析，分析研究了换相失败的发生机理及换相失败的影响因素，介绍了换相失败的危害，提出了换相失败的预防控制措施。

本文基于交直流电网仿真系统PSCAD/EMTDC仿真平台建立高压直流输电-次系统仿真模型，基于-次系统仿真模型和特高压直流输电基本控制原理，在分析特高压直流输电控制系统中重要控制环节换流器触发控制及换流变压器分接头控制的基础上建立控制系统仿真模型，并针对建立的系统仿真模型和控制系统仿真模型分别进行特高压直流输电系统正常运行及瞬时故障和稳态变化的仿真验证。

将小波变换应用于高压直流输电(HVDC)系统换相失败的故障诊断中，基于多尺度分析分别对不同故障情况下的直流电流进行分解，并利用尺度能量和尺度熵这两种小波处理方法提取故障特征，分别定义两个故障诊断指标作为辨识各种故障的判据，然后针对这两个指标分别设置4个阈值以诊断直流线路故障和换相失败故障。

仿真表明，在不同的HVDC系统故障情况下，暂态信号小波尺度能量和尺度熵的分布都具有一定的规律性，可分别作为判断系统故障的有效依据，提出的判据能准确地对换相失败故障做出诊断。

关键词：HVDC系统；换相失败；小波变换；尺度能量；尺度熵；故障诊断目录前言 (1)第一章绪论 (2)1.1高压直流输电技术的发展 (2)1.2 选题背景及意义 (3)1.3 HVDC 换相失败研究现状 (4)1.3.1 HVDC 现状分析 (4)1.3.2 国内外研究现状 (6)1.3.3 HVDC 换相失败故障诊断现状 (7)1.4 本文所要做的工作 (8)第二章高压直流输电基本原理 (9)2.1 HVDC 的构成及特点 (9)2.1.1 HVDC 构成 (9)2.1.2 HVDC 输电系统优缺点 (10)2.2 高压直流输电原理与分类 (12)第三章分析线路故障和换相失败的机理 (13)3.1 HVDC换相过程 (14)3.1.1 整流器不可控时的换相过程 (14)3.1.3逆变器状态运行 (16)3.2换相失败的过程 (17)3.2.1超前角过小，换相未结束即出现换相失败的情况 (17)3.2.2 超前角偏小，换相结束后出现换相失败的情况 (18)3.3换相失败定义及原因 (19)3.3.1换相失败的定义 (19)3.3.2换相失败的原因 (20)3.4换相失败的特点及危害 (21)3.4.1换相失败的特点 (21)3.4.2 换相失败的危害 (21)3.5 换相失败的预防与控制措施 (22)3.6 本章小结 (23)第四章小波分析基本原理 (24)4.1小波分析 (25)4.2离散小波变换 (26)4.3、多分辨率分析 (27)4.4 小波分析提取故障特征 (29)第五章线路故障和换相失败的小波分析 (30)5.1仿真软件PSCAD (31)5.1.2 PSCAD/EMTDC 仿真软件简介 (32)5.1.3 高压直流输电换相失败仿真模型 (35)5.1.4 直流输电线路仿真模型 (36)5.2 多尺度分析和小波信号处理 (37)5.2.1 多尺度分析 (37)5.2.2 小波尺度能量统计 (38)5.2.3小波尺度熵 (39)5.3 换相失败故障诊断方法 (40)5.4 仿真结果 (41)5.4.1 HVDC 系统的仿真模型 (41)图5-2 HVDC系统仿真模型 (42)5.4.2 基于小波变换的故障分析 (42)结论 (50)总结与体会 (52)参考文献 (53)致谢 (59)第 1 页前言毕业设计（论文）教学环节是综合性的实践教学活动，不仅可使学生综合运用所学过的知识和技能解决实际问题，还训练学生学习、钻研、探索的科学方法，提供学生自主学习、自主选择、自主完成工作的机会。

基于神经网络和频谱分析的电力电子电路故障在线诊断
马皓;徐德鸿
【期刊名称】《浙江大学学报：自然科学版》
【年(卷),期】1999(033)006
【摘要】提出采用神经网络和频谱分析实现电力电子电路在线故障诊断的方法，以三相整流电路为例，对其故障情况进行了分析，并选用ＢＰ网络进行了有效的故障诊断，仿真和实验表明，本方法是有效的。

【总页数】5页(P664-668)
【作者】马皓;徐德鸿
【作者单位】浙江大学同工程学系;浙江大学同工程学系
【正文语种】中文
【中图分类】TM76－39
【相关文献】
1.一种基于径向基神经网络和频谱分析的电路元件故障诊断方法 [J], 刘颖;刘大明;李凤宇;张春仙
2.基于免疫RBF神经网络和频谱分析的船舶电气设备的故障检测 [J], 刘颖;李凤宇;张永辉;卞强
3.基于故障树和神经网络的的风机故障在线诊断 [J], 艾进才
4.基于瞬时功率信号频谱分析的鼠笼式异步电动机转子故障在线诊断方法 [J], 刘振兴;尹项根;张哲;刘惠康
5.基于改进谱分析法的大功率可控整流电路故障在线诊断系统 [J], 李敏远;陈如清
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电力电子电路功率器件故障特征参数提取技术综述郭盼发布时间：2021-08-19T05:36:08.470Z 来源：《现代电信科技》2021年第7期作者：郭盼王晓勇刘江李建刚王军[导读] 现代化的电力电子电路经常被应用到各个领域中，一般情况下，电力电子主动率器件是一个相当重要的组成部分，因此需要利用对现有的源功率器件来进行开关的控制。

在此种情况下，就需要充分的对电路中的重要功率器件进行状态的检测，并且提取出相关的故障特征参数来充分的实现对电路运行每个功率器件的故障诊断，从而提升整个电子电路系统的稳定性。

（北方自动控制技术研究所山西 030006）摘要：现代化的电力电子电路经常被应用到各个领域中，一般情况下，电力电子主动率器件是一个相当重要的组成部分，因此需要利用对现有的源功率器件来进行开关的控制。

在此种情况下，就需要充分的对电路中的重要功率器件进行状态的检测，并且提取出相关的故障特征参数来充分的实现对电路运行每个功率器件的故障诊断，从而提升整个电子电路系统的稳定性。

关键词：电力电子电路；功率器件故障特征参数；提取技术前言：在电子电路核心组成部分中，主功率器件是一个重要的部分，一旦其发生故障，将会导致整个电子电路无法正常运行，因此需要对电子电路功率器件故障特征参数进行提取，从而对故障进行分析，最终实现电子电路可靠运行。

一、电子电路关键元器件的失效原理在电子电路的关键元器件中，其发生铝电解电容的主要功能部件为电容器芯子，由介质、电解液、衬垫纸等部分，其中衬垫纸起着绝缘作用，可以实现对介质中能量的充分储藏，因此进行铝电解电容的失效可分为灾难性失效和缓变型失效两种失效机制。

灾难性失效主要指由于短路或开路造成电容的功能完全失效，而缓变型失效主要是指随着电容工作时间的增加对其性能产生衰退的作用。

引起失效现象的原因有较高的工作电压、反向偏压、纹波电流等。

在铝电解电容的性能方面主要是根据其介质的部分发生的变化而产生相对应的变化的，也可以被称之为阳极金属氧化膜，在金属氧化的过程中，受到了其工作应力的严重影响，对电解液会造成一定程度的影响，电解液会不断修补并增厚该氧化膜，使得电容的等效串联的电流产生增大的现象，与此同时其中的电容值也会得到不断的减小。

应用FFT、小波包变换和参考模型法 进行四相整流电路故障诊断沈润夏 陆益民 艾凯文 刘历良(广西大学电气工程学院 南宁 530004)摘要四相整流器是一种新型的整流电路，较之传统的三相整流有多方面的技术优势，但目前还没有专门应用于该电路的故障检测、分析系统。

针对四相整流电路中常见的晶闸管断路故障，提出了应用参考模型法结合快速傅立叶变换和小波包变换的分析方法，并以此设计了相应的元器件故障诊断系统，在仿真中对其进行了验证。

关键词：四相整流 故障诊断 参考模型 FFT 小波包分析中图分类号：TP183Applicate FFT,Wavelet Analysis and Reference Model Method for Diagnosis of Four-phase Rectifier Circuit FaultShen Runxia Lu Yimin Ai kaiwen Liu Liliang(College of Electrical Engineering, Guangxi University, Nanning 530004) Abstract Compared with the traditional three-phase rectifier, the four-phase rectifier as a new type of rectifier circuit, have various technical advantage. But currently there are no special fault detection and analysis system used in this circuit. In this paper, a new analysis algorithm that based on reference model method combined with fast Fourier transform and wavelet packet transform was presented for the common fault as the thyristors’ breakers in fourth-phase rectifier circuit. Then the corresponding component fault diagnosis system was designed and verified in simulation.Keywords: four-phase rectifier,fault diagnosis, reference model,FFT, wavelet packet analysis1 引言四相整流电路是近年来电力电子领域中的一种新型相控整流电路，较之三相整流电路其优越性在于能降低整流电路产生的谐波畸变率和晶闸管承受的反向电压，因此可降低各次谐波分量值[1]。

电力系统中的电容性故障检测与诊断方法研究随着电力系统的不断发展和扩张，电容性故障对电力系统的安全运行产生了较大的影响。

因此，电容性故障的检测与诊断方法研究变得尤为重要。

本文将从电容性故障检测的基本原理出发，综述目前常用的电容性故障检测与诊断方法，并介绍一些新兴的研究方向。

在电力系统中，电容性故障通常是由于电力设备中的绝缘材料损坏或磨损引起的。

电容性故障可以导致电力设备的温度升高、电流波形变形甚至爆炸。

因此，及早检测和准确诊断电容性故障对于保障电力系统的安全运行至关重要。

目前，常用的电容性故障检测与诊断方法主要包括以下几种：1. 基于电压和电流信号的故障检测方法这种方法通过测量电容性故障下的电压和电流信号，分析电压和电流波形的变化来检测故障。

常用的方法包括电容故障电流变化仿真、故障定位算法等。

2. 基于频谱分析的故障检测方法这种方法通过对电容性故障下的电压和电流信号进行频谱分析，检测频谱特征的变化来判断是否存在故障。

常用的方法包括功率谱密度分析、小波变换分析等。

3. 基于人工智能的故障检测方法这种方法利用人工智能技术，如神经网络、支持向量机等，通过对大量数据的学习和处理，实现对电容性故障的检测和诊断。

这种方法具有较高的准确性和鲁棒性。

除了上述常用的电容性故障检测与诊断方法外，还有一些新兴的研究方向值得关注。

例如，利用电容性故障信号的非平稳特性进行故障检测和诊断，利用多传感器的数据融合技术提高故障检测的准确性，以及结合机器学习和物联网技术实现在线故障监测等。

这些研究方向为电容性故障检测与诊断方法的进一步提高提供了新的思路和方法。

总结起来，电容性故障检测与诊断方法的研究对于保障电力系统的安全运行具有重要意义。

目前常用的方法包括基于电压和电流信号的故障检测方法、基于频谱分析的故障检测方法以及基于人工智能的故障检测方法。

此外，还有一些新兴的研究方向值得关注。

通过持续研究和创新，我们可以进一步提高电容性故障检测与诊断方法的准确性和可靠性，为电力系统的安全运行提供保障。