基于模型的電力牽引系統(tǒng)關(guān)鍵設(shè)備故障診斷研究.pdf

1、隨著中國高速鐵路事業(yè)的不斷推進(jìn)，高鐵運(yùn)營規(guī)模越來越大，牽引變壓器和牽引變流器作為高鐵電力牽引系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備，其能否正常運(yùn)行直接關(guān)乎整個(gè)系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，因而對牽引變壓器和牽引變流器的故障診斷研究具有重要意義。
　　本文首先針對以往單一基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)方法難以得到較高準(zhǔn)確率的問題，采用核主成分分析與隨機(jī)森林相結(jié)合的方法對高鐵牽引變壓器進(jìn)行故障診斷，仿真結(jié)果表明該方法能有效提取牽引變壓器故障特征量，從而構(gòu)造性能良好的分類器群實(shí)現(xiàn)高準(zhǔn)確率

2、故障分類。同時(shí)將其與其它兩種基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)方法進(jìn)行性能比較測試，結(jié)果顯示核主成分分析與隨機(jī)森林相結(jié)合的方法具有更強(qiáng)抗干擾性。
　　其次，為了建立更加精確的診斷模型實(shí)現(xiàn)對高鐵牽引變壓器故障的具體識別，將基于模型診斷方法引入對高鐵牽引變壓器的故障診斷，提出了一種將基于模型診斷與模糊Petri網(wǎng)融合的故障診斷方案。建立牽引變壓器結(jié)構(gòu)和功能的兩層模型，通過離線搜索最小沖突候選集和在線識別最小沖突集，實(shí)現(xiàn)牽引變壓器的外部故障診斷。對于內(nèi)部故障

3、的診斷，采用基于模型診斷進(jìn)行牽引變壓器故障元件定位，利用模糊Petri網(wǎng)進(jìn)行區(qū)域知識表示，推理實(shí)現(xiàn)內(nèi)部故障類型診斷。以武廣高鐵三相V/x接線牽引變壓器故障數(shù)據(jù)為實(shí)例進(jìn)行分析，診斷結(jié)果驗(yàn)證了基于模型診斷與模糊Petri網(wǎng)融合的牽引變壓器故障診斷方法兼具可行性和有效性。
　　最后，以高鐵CRH2型動(dòng)車組牽引變流器為研究對象，分別討論了對CRH2型動(dòng)車組逆變器和整流器的故障建模和診斷實(shí)現(xiàn)。通過研究牽引變流器在故障情況下的不同運(yùn)行狀態(tài)，將