故障频率范文（精选9篇）
故障频率 第1篇
一、存在的问题
合成氨装置于1966年开始建设, 装置能力小, 许多测量设备多为国产。测量设备类型多, 上世纪80年代的测量设备均在使用。每年都会出现测量设备故障, 对生产造成影响。2009年因仪表故障影响生产设备停车28h, 因仪表故障影响工时减量19h;2010年因仪表故障影响设备停车24h, 因仪表故障影响工时减量14.9h。经对2009、2010年测量设备故障发生的情况进行认真的统计分析, 其主要原因如下。
(1) 管理问题。 (1) 巡检不到位, 未能及时发现问题及隐患; (2) 未满足测量设备的使用环境及条件; (3) 检修的计划性差。
(2) 员工的技能水平低。 (1) 选型不当; (2) 处理故障时, 操作失误; (3) 故障判断不准, 处理时间长。
(3) 设备问题。 (1) 突发性仪表故障; (2) 设备质量及设计缺陷。
为此, 分厂提出:员工培训是基础, 巡回检查是关键, 计划检修是保障, 设备良好的使用环境及必要的技术改造是降低设备故障率的有效途径的精细化管理思路。
二、主要做法
1. 员工培训
为了职工能用好设备、管好设备、降低设备故障率, 以制度、规定为抓手进行培训工作, 把职工技能培训与“四懂三会”相结合。立足于内培, 推行师带徒等方式。年初时班组员工提出自己的培训需求, 每个班组根据员工培训需求, 结合实际工作的重点、难点, 制定出每月的培训计划, 明确授课人, 提早准备。每月大家轮流讲课, 授课人收集材料、准备教案、器材, 授课时互相提问、相互交流。培训过程中, 注重理论与实际操作相结合, 真正做到授课人在备课中学, 在授课时互帮互学, 共同提高。同时, 每年进行两次综合考评。对优胜者进行奖励, 激发员工学习积极性。通过培训方式的改变, 成效显著, 在2010年11月集团、公司举办的仪表工技能竞赛中, 仪修厂职工获得了第一名、第三名、第四名、第五名的好成绩。为降低设备故障率奠定了基础。
2. 设备巡检实行分级管理
(1) 按区域层层分级。分厂按片把测量设备管理落实到班组, 班组落实到小组, 小组落实到个人。分厂、班组、小组、员工四级, 各司其职, 层层落实, 杜绝漏检。
(2) 按测量设备对生产影响程度确定巡检时间:A类设备2h, B类设备4h, C类设备8h, D类设备24h。
对测量设备进行认真巡检, 发现问题及时处理, 就能杜绝小故障, 把大故障变为小故障, 把设备隐患消灭在萌芽状态。
3. 计划检修
设备的故障一般有一定的周期性, 根据测量设备品种、使用环境、测量介质、故障历史及原因, 组织班组长、技术员, 识别测量设备的使用周期, 确定更换时间, 按期更换。要充分利用生产设备检修的机会, 提前做好测量设备的预防性维护, 对潜在的隐患进行处理。
4. 注重设备的技术改造
每月开展一次设备管理工作交流会讨论:各班组设备维护、检修好的经验及做法;本月出现过哪些设备故障及故障的原因, 应吸取的教训;是否存在疑难问题或重复出现的问题, 寻找解决的办法。
5. 创造良好的工作环境, 满足设备使用要求
(1) 编制了《仪器、仪表维护校准规程》, 规程中对测量设备的原理、使用条件及环境要求、日常维护、保养、检修、校准、常见故障处理方法等内容均作了详细的规定和描述。工作中严格按规程要求去做。
(2) 明确职责。设备维护实行问责制, 维护、保养落实到人。
(3) 创造条件满足DCS系统、现场测量设备使用要求。
(4) 对调节阀、包装秤汽缸、皮带秤等可动部件, 定期加油、定期校验。
6. 细化考核
制定《设备管理检查评定考核细则》及评分表, 每周组织一次检查, 每月组织一次设备评级, 分为优、良、中、差, 结果在分厂月例会上对每个班组工作完成情况及设备管理工作情况进行通报。并与班组员工的绩效工资挂钩, 奖优罚劣, 连续两月倒数第一, 取消班组年终评选先进资格。由于措施得力, 设备管理工作见到成效, 故障率逐年降低。
三、取得的效果
1. 经济效益
2011年减少因仪表问题造成合成氨系统停车1次, 每次6h, 产量10t/h, 合成氨按3 200元/t计算, 每年增效19.2万元。减少磷酸停车1次, 每次2h, 产量20t/h, 磷酸按3 000元/t计算, 3套装置每年4次, 每年增收48万元。每年减少2套硫酸停车1～2次, 至少10h, 产量400t, 硫酸按600元/t计算, 每年增收24万元。通过测量设备精细化管理, 减少装置停车, 增加效益至少91.2万元/年。
2. 社会效益
减少了工艺装置停车次数, 延长了各工艺装置设备的使用寿命, 降低了员工检修劳动强度、安全风险。
故障频率 第2篇
1.基因库:指一个种群全部个体所含有的全部基因。（1）每个种群都有自己的基因库；
（2）种群中每个个体所含有的全部基因只是种群基因库中的一个组成部分。2.基因频率：指在一个种群基因库中，某个基因占全部等位基因的比例。
即基因频率=该基因的总数÷该等位基因总数
（1）不同的基因在基因库中所占比例不同，且受外界因素影响。
（2）种群基因频率保持稳定不变的条件：①种群极大；②个体间随机交配；③没有突变；
④没有迁入与迁出；⑤没有自然选择。
3.基因型频率：指某种特定基因型的个体占群体全部个体的比例。即基因型频率=该基因型个体数÷种群个体数 4.基因频率与基因型频率的相关计算：
设有N个个体的种群，AA,Aa,aa的个体数分别是n1,n2,n3，A,a的基因频率分别用PA,Pa表示，AA，Aa,aa的基因型频率分别用PAA,PAa,Paa表示，则：
PA =
Pa =
由上述公式可得出以下结论：
在种群中一对等位基因的频率之和等于1，基因型频率之和也等于1。一个等位基因的频率=该等位基因纯合子的频率+1/2杂合子的频率。 题型一已知各种基因型的人数求基因频率
【例1】在一个种群中，AA的个体有30个，Aa有60个，aa有10个，则A、a的基因频率分别
是、。60%、40%
【例2】已知人的褐色(A)对蓝色(a)是显性。在一个有30000人的群体中，蓝眼的有3600人，褐眼的有26400人，其中纯合体12000人。那么，在这个人群中A、a基因频率分别是、。64%、36%
【例3】某工厂有男女职工各200名，调查发现，女性色盲基因的携带者为15人，患者5人，男
性患者11人。那么这个群体中色盲基因的频率是。6%
【例4】对某校学生进行色盲遗传病调查研究后发现：780名女生中有患者23人，携带者52人，820名男生中有患者65人，那么该群体中色盲基因的概率是。163/2380(6.8%)
题型二：根据各基因型频率求基因频率
【例5】从某个种群中，测知基因型为AA个体占30%，Aa的个体占60%和aa的个体占10%，则
A和a的基因频率分别是60%、40%
【例6】据调查，某小学的学生基因型及比例为：XBXB：XBXb：XbXb：XBY：XbY=44%：5%：1%：
43%：7%，则该地区B和b的基因频率分别是。136/150、14/150(9.3%)
题型三根据遗传平衡公式求基因频率
如果一个种群符合下列条件：（1）种群是极大的；（2）种群个体间的交配是随机的,也就是说种群中每一个个体与种群中其他个体的交配机会是相等的；（3）没有突变产生；（4）种群之间不存在个体的迁移或基因交流；（5）没有自然选择,那么,这个种群的基因频率保持世代稳定不变,处于平衡状态，则该种群存在以下公式： p2
+2pq+q2
=（p+q）2
= 1。其中p、q分别代表一对等位基因A、a的基因频率，p2 代表一个等位基因纯合子（AA）的频率，2pq代表杂合子（Aa）的频率，q2代表另一个纯合子（aa）的频率。这就是遗传平衡定律,也称哈代—温伯格平衡。
【例7】在某一个遗传的种群中，表现隐性性状者（等位基因用A、a表示）占16%，那么该种群
中AA、Aa的基因型的频率分别是、。36%、48%
【例8】如果在以下种群中，基因型AA的比例占25%，基因型Aa的比例为50%，基因型aa比例占25%，已知基因型aa的个体失去求偶和繁殖的能力，则基因A和a的频率是多少？随机交配产生的子一代，基因型aa的个体所占的比例为。50%、1/9
【例9】囊性纤维变性是一种常染色体遗传病。在欧洲人群中每2500个人就有一人患此病。如果一对健康的夫妇有一个患病的儿子，此后该女又与另一健康男子再婚，则再婚后他们生一个患此病孩子的概率是。1/102(0.98%)
【例10】已知某种群中，AA基因型频率为25%，aa基因型频率为39%，则该种群的个体自交一代后，基因型AA的频率为。34%
归纳总结：1）常染色体上的基因，已知各基因型的比例，求该种群自交一代后，某基因型或
辨析基因频率与基因型频率 第3篇
例1 果蝇的长翅（V）对残翅（v）为显性。在一个由600只长翅果蝇和400只残翅果蝇组成的种群中，若杂合子占所有个体的40%，那么隐性基因v在该种群内的基因频率为（ ）
A.20% B.40%
C.60% D.80%
解析 这是一道典型的已知基因型频率求基因频率的题目。从题意中可知，该种群共有果蝇1000只，基因型为vv的个体有400只，Vv杂合子占所有个体的40%，即400只，VV有200只。依据基因频率的定义计算可得出：v的基因频率=（400×2+400×1）/（1000×2）=60%。
答案 C
点拨 这两道例题考察的就是根据定义计算基因频率。所谓基因频率是指在一个种群基因库中，某种基因占全部等位基因数的比率。而基因型频率是指在一个种群基因库中，某种基因型的个体占种群内全部个体总数的比率。基因频率的计算方法常见的有以下两种方法：①根据定义计算：若某二倍体生物的某一基因位点上有一对等位基因A和a，则该物种种群中的相关基因型可能有AA、Aa和aa三种，如果他们的个体数分别是N1、N2和N3，那么种群中A的基因频率=（2N1+N2）/2（N1+N2+N3），a的基因频率=（2N3+N2）/2（N1+N2+N3）。②根据基因型频率进行计算：根据遗传平衡定律，在种群中一对等位基因的频率之和等于1，基因型频率之和也等于1，则一个等位基因的频率=该等位基因纯合子的频率+1/2杂合子的频率。
例2 在豚鼠中，黑色对白色是显性，如果基因库中90%是显性基因B，10%是隐性基因b，则种群中基因型BB、Bb、bb的频率分别是（ ）
A.81%、18%、1% B.45%、40%、15%
C.18%、81%、1% D.45%、45%、10%
解析 这是一道典型的根据基因频率计算基因型频率的题目。根据题意，按照遗传平衡定律可以得出基因型BB=90%×90%=81%，基因型Bb=90%×10%×2=18%，基因型bb=10%×10%=1%。
答案 A
点拨 这道例题考察的是已知基因频率，利用遗传平衡定律求基因型频率。利用遗传平衡定律需要满足以下条件：种群足够大、没有突变发生、没有迁入迁出、没有自然选择、种群个体间随机交配。设p、q分别表示基因A和a的频率，根据遗传平衡定律，则基因型AA的频率为p2，基因型Aa的频率为2pq，基因型aa的频率为q2。
[ 伴性遗传要小心]
例3 根据调查得知，某小学的学生中的基因型比例为XBXB∶XBXb ∶XbXb ∶XBY∶XbY=44%∶5%∶1%∶43%∶7%，则Xb的基因频率为（ ）
A.13.2% B.5%
C.14% D.9.3%
解析 这是一道基因频率的计算与伴性遗传相结合的题目。假设该小学共有100人，则基因型为XBXB、XBXb、XbXb、XBY、XbY的个体数分别为44人、5人、1人、43人和7人。则Xb的基因频率=Xb的基因个数/（Xb的基因个数+XB的基因个数）=（5+1×2+7）/（44×2+5×2+1×2+43+7）=9.3%。
答案 D
点拨 我们以伴X隐性遗传疾病为例，女性的性染色体组成为XX，男性的性染色体组成为XY，Y染色体上无该等位基因。则：
XB的基因频率=[2XBXB+XBXb+XBY2（XBXB+XBXb+XbXb）+XBY+XbY]
Xb的基因频率=[2XbXb+XBXb+XbY2（XBXB+XBXb+XbXb）+XBY+XbY]
[ 自交随机杂交莫混淆]
例4 用基因型为Aa的小麦分别进行连续自交、随机交配、连续自交并逐代淘汰隐性个体、随机交配并逐代淘汰隐性个体，根据各代Aa基因型频率绘制曲线如图。下列分析错误的是（ ）
[O][P][F1][F2][F3][F4][F5][Fn][1][Aa基因型频率][Ⅰ][Ⅱ][Ⅲ][Ⅳ]
A.曲线Ⅱ的F3中Aa基因型频率为0.4
B.曲线Ⅲ的F2中Aa基因型频率为0.4
C.曲线Ⅳ的Fn中纯合子的比例比上一代增加（1/2）n+1
D.曲线Ⅰ和Ⅳ的各子代间A和a的基因频率始终相等
解析 杂合子连续自交时每自交一次，Aa的概率变为上一代比例的1/2，图中曲线IV符合，代表连续自交。自交n代后得到的Fn中Aa的概率为（1/2）n，则纯合子的比例为1-（1/2）n，Fn-1中纯合子的比例为1-（1/2）n-1，两者相减为（1/2）n，故选项C错误。连续自交并逐代淘汰隐性个体后，F1中Aa的概率为2/3，F2中Aa的概率为2/5，F3中Aa的概率为2/9，曲线III符合，故选项B正确。随机交配并淘汰隐性个体后，F1中Aa的概率为2/3，F2中Aa的概率为1/2，F3中Aa的概率为2/5，曲线II符合，故选项A正确。由于杂合子的连续自交过程中，没有外界因素的作用，因此整个过程中其各代A和a的基因频率始终相等。曲线I是杂合子随机交配过程中各代中Aa的基因型频率的变化曲线，符合遗传平衡规律，因此整个过程中A、a的基因频率，Aa基因型频率都不会发生改变。故选项D正确。
nlc202309051545
答案 C
点拨 连续自交、随机交配、连续自交并逐代淘汰隐性个体、随机交配并逐代淘汰隐性个体这四种情况下，基因型Aa在Fn中所占的比例如图所示：
[ 遗传系谱图中概率要细心]
例5 半乳糖血症是一种人体不能利用半乳糖，导致半乳糖在肝脏堆积及心智发育迟滞的遗传病。下图为某半乳糖血症家族系谱图。根据系谱图分析，下列有关叙述不正确的是（ ）
[1 2][3 4][5 6][7][8 9][10 11][12 13 14]
A.该病的遗传方式是常染色体隐性遗传
B.带有致病基因的男性个体不一定患病
C.10为杂合体的概率为2/3
D.若14与一患者婚配，所生儿子患病的概率为1/3
解析 根据正常的8号与9号生有患病的儿子和女儿可以判断该遗传病为常染色体隐性遗传病，因此选项A和B正确。假设半乳糖血症的致病基因为a，则1号基因型为AA，2号基因型为aa，6号基因型为Aa，7号基因型为AA的概率为1/3，是Aa的概率是2/3，因此6号与7号生下10号的基因型为Aa的概率为：1/3×1/2+2/3×1/2=1/2，故选项C错误。根据题意可知8号与9号的基因型都为Aa，则生下的14号的基因型为AA的概率为1/3，是Aa的概率是2/3，14号与患者婚配所生儿子患病的概率为：2/3×1/2=1/3，故选项D正确。
答案 C
点拨 在高考中，基因型频率的计算也往往会与遗传系谱图有机结合起来考察同学们综合分析的能力。遗传系谱图的分析一般分为以下四个步骤：
①判断遗传病的遗传方式是伴Y遗传还是细胞质遗传。伴Y遗传的特点是传男不传女，只有男性患者没有女性患者，代代相传。若有女患者的出现，则可以否定伴Y遗传。细胞质遗传的特点是：母亲患病，后代中不论男女一定都患病。出现反例即可否定。若两种遗传方式都不是，则看第②条。
②判断显隐性。无中生有为隐性（即双亲无病却生出有病的后代，则一定是隐性遗传病），有中生无为显性（即双亲有病生出无病的后代，则一定是显性遗传）。
③判断致病基因的位置。在确定了性状显隐性的前题下，一般先通过否定伴X染色体遗传的方式来肯定常染色体遗传。若判断为隐性遗传病，则找患病的女性，观察其父亲、儿子的性状，只要有一个正常，则不可能为伴X遗传，一定为常染色体遗传。若判断为显性遗传病，则找患病的男性，观察其母亲、女儿的性状，只要有一个正常，则不可能为伴X遗传，一定为常染色体遗传。若不能排除在X染色体上的可能性，则可能是位于X染色体上或常染色体上。
④确定个体的基因型，再计算基因型频率（概率）。
[练习]
1.某常染色体隐性遗传病在人群中的发病率为1%，色盲在男性中的发病率为7%，现有一对表现正常的夫妇，妻子为该常染色体遗传病基因和色盲致病基因携带者，那么他们所生小孩同时患上述两种遗传病的概率为（ ）
A.1/88 B.1/22
C.7/2200 D.3/800
2. 果蝇长翅（V）和残翅（v）由一对常染色体上的等位基因控制。假定某果蝇种群有20000只果蝇，其中残翅果蝇个体数量长期维持在4%，若再向该种群中引入20000只纯合长翅果蝇，在不考虑其他因素影响的前提下，关于纯合长翅果蝇引入后种群的叙述，错误的是（ ）
A.v基因频率降低了50%
B.V基因频率增加了50%
C.杂合果蝇比例降低了50%
D.残翅果蝇比例降低了50%
3. 并指I型是一种人类遗传病，该病受一对等位基因（A、a）控制。下图是某家族的遗传系谱图，据图分析，最准确的叙述是（ ）
[Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ][1 2][5 6][3 4][7 8][9 10] [正常女性][正常男性][男性患者][女性患者]
A.该病的致病基因是显性基因，不一定位于常染色体上
B.Ⅲ9是杂合子的概率是1/2
C.若Ⅲ9与男性患者结婚，生了一个表现型正常的孩子，其再生一个表现型正常的儿子的概率为1/8
D.若Ⅲ9与一男性患者结婚，其后代所有可能的基因型是AA、Aa
[参考答案]
1. A 2. B 3. C
中波981kHz频率显示故障解决 第4篇
我台机房中波发射机原工作频率为981k Hz,且运行良好,它承担着中央第一套节目的广播任务。该发射机长年稳定运行,但期间出现过频率显示为980k Hz的异常情况。中波频率是以最低载波间隔9k Hz为基数划分的。换句话说,在中波的载波频段531k Hz~1602k Hz内,所有既定频率都是9k Hz的倍数,所以980k Hz频率并不存在。用收音机监听981k Hz,并没有跑频现象出现。
2 故障原因分析
图1为频率显示电路原理图。频率显示电路原理如下:J1-1的fc为发射机的载波取样,取样来的信号经滤波后进入Q1放大器。经放大的方波信号作为开关量进入ICM7216D单片频率计内。外部振荡器G1为4MHz晶体,该晶体输出经过D触发器74LS74进行四分频,分频后变为1MHz基准振荡信号,进入单片频率计内作为振荡信号。ICM7216D对取样频率信号正确计数后,其输出送到四位数码管DS1~DS4进行相应的频率显示。
下面就针对故障,进行分析排除。
(1)fc取样是否有问题,是否能够达到幅值要求
用示波器对取样来的载波信号进行测量,方波幅值为1.32V,频率为981k Hz,显示正常,fc取样无问题。
(2)频率计芯片是否损坏,+5V供电电压是否正常
用电压表测量供电电压+5V正常,更换同类型单片频率计芯片,仍存在频率显示异常的问题,排除频率计芯片问题。
(3)D触发器是否损坏
测量供电电压为+5V,属正常,更换同类型D触发器芯片后,故障显示仍存在,排除D触发器问题。
(4)外部振荡电路是否有问题
外部振荡电路如图2所示。由图2可知,4MHz晶振G1连接两个电容C3、C2,C3为5~20p F可调电容,C2为68p F固定电容。两个电容共同组成晶振的匹配电容。U3为反相器,R8为10M电阻,R7为2.2k电阻,它们共同组成振荡电路。经分析认为,如果振荡电路没有起振,或者不能提供稳定振荡信号,则会导致频率计内部没有产生时钟振荡信号,从而频率计不会正确计频,就会出现输出无频率显示或严重偏频的问题。检查后,没有发现电阻及反相器异常的现象,所以判断,问题可能就出在匹配电容上面。
晶体起振条件是:负载电容与匹配电容数值接近时方可起振。通常认为4MHz晶振负载电容为10~30p F左右,所以要求外部匹配电容应为10~30p F,才能符合起振条件。结合电路图,得到晶振起振匹配电容公式为:
C振=(C3×C2)/(C3+C2)+C外
C3、C2为外接电容,C外为电路分布电容。C外经验数值约为3p F左右。由公式可代入进行计算。
当C3调到最小5p F,C2取60p F时,计算得:
当C3调到最大20p F,C2取68p F时,计算得:
晶振匹配电容的选择非常重要,若匹配电容容量小,起振速度快,但容易受到干扰;选择大容值,则起振偏慢,但稳定性好;当选择电容值过大时,也不能正常起振。所以容量应选择在负载电容适合的范围内。微调C3可改变匹配电容值,但反复调整C3电容后,仍不能稳定在981k Hz频率。
将匹配电容公式进行变换后得到:C3=[(C振-C外)×C2]/(C2-C振+C外)
当C振负载电容为30p F时,反向计算得到C3为45p F。更换45p F云母电容后,频率显示正确,且稳定,故障解决。
3 故障处理
故障频率 第5篇
通常情况下, 地铁故障日志是以时间为单位来记录地铁运营故障的, 具备数据庞大、门类众多的特点, 可以从这里筛选出ATC系统的故障事件, 并能按照相应的规则进行处理, 以便接下来的模型分析。一、时间处理:按照早高峰、平峰、晚高峰来记录数据, 平峰为1、晚高峰为2、早高峰为3;二、气候处理:将南京的月份进行分组, 春季为2-5 月, 夏季为6-9 月, 秋季为10、11 月, 冬季为12、1 月, 根据南京气候的实际情况现将春秋两季、冬夏两季分别作为一组数据进行分析, 春秋为1、冬夏季为2。待所有数据进行分组之后, 根据2015 年南京地铁日平均客流量, 将季度平均值写入数据中再进行操作, 如表1。
2 ATC系统故障频率分析
将表1 中的数据导入Stata再来执行相关语句, 其中若有以下:
P > |z| 值大于0.05 时, 表示此变量对于故障频率的影响不明显, 可以在 (95%conf.interval) 中看到系数包括了0, 因此此系数coef并没有体现在公式之中。
P > |z| 值小于0.05 时, 表示此变量在置信度95% 下对于f有着明显的影响, 系数coef为正数说明因素越大, 故障发生概率也越大, 其中time对应时段, season对应季节等因素。
表中大部分数据都取自南京地铁平峰运营时段, 因此考虑事故发生几率的均衡性, 需要对实际情况和季节问题进行适当的比例调整。通常情况下, 南京地铁早高峰时间为上午7:00 ~ 9:00, 晚高峰时间为下午17:00 ~ 19:00, 为更好处理数据暂将其运营时长定为18h, 因此几个时间段的跨度比例为2:2:14。在上文气候影响因素中, 春季为2 ~ 5 月, 夏季为6 ~ 9 月, 秋季为10、11 月, 冬季为12、1 月, 那么可将其季节时间比例分为6:6, 以下是ATC系统故障频率分析结果, 见表2。
根据故障日志的记录可以得知, 故障发生频率与运营时长、温度、使用寿命等有着密切的联系, 从表2 中看出因客流量的不断增加, 车载ATC系统工作量也逐渐增大, 事故发生几率也相对有所上升。同时伴随着气温的上升, 地铁列车本身的工作负荷也会相对加大, 使得整个ATC系统出现故障, 早晚高峰时期也会因为加大系统的工作符合而导致事故多发, 因此可以得知, 在环境过于严酷的情况下, 信号系统的事故发生率会逐渐提高。
3 ATC系统故障频率预测
分析2015 年南京地铁ATC系统故障频率之后, 可以将2014 年南京地铁故障日志数据与2015 年进行比较, 如表3。
根据表3 可以得知平均误差为13.65%, 此误差在可以接受的范围之内, 因此ATC系统的故障频率预测基本正确。
4 结束语
综上所述, 本文就地铁列车ATC系统故障频率分析与预测进行了详细的分析, 将2015 年南京地铁事故日志作为研究基础, 结合stata软件来整理相关的数据信息, 并对其进行适当的加工和整理, 可以对ATC系统故障频率进行合理的分析和预测。
故障频率 第6篇
随着经济的不断发展, 我国电力企业的发展也越来越迅速。在供电量日益增长的情况下, 提高配电线路的稳定性已经成为电力企业最主要的任务之一。也正因为这样, 10 k V配电线路故障的原因以及防范措施也开始被人们重视起来。只有彻底的分析出影响配电线路的因素, 才能从根本上解决配电线路故障跳闸的问题。
1 影响10 k V配电线路跳闸的因素
1.1 外力破坏
10 k V配电线路是直接面向用户端的, 跟输电网相比, 它的线路通道更为复杂, 需要交跨各种线路, 还要穿越很多的障碍物和建筑物, 所以在使用过程中非常容易受到破坏, 出现故障。常见的故障被分为六大类[1]。 (1) 因为盗窃导致的故障, 虽然现在出现盗窃的可能性比较小, 但是还是会偶尔发生, 一旦发生, 破坏性比较大, 盗窃者会因为贪图一些小的利益, 破坏电网安全, 常常会发生比较大的电网事故。 (2) 因为动物而引发的事故, 爬行动物爬到变压器上会导致短路, 飞禽在柱子上的开关处起飞也会造成短路。 (3) 人们常常会因为一些大型的活动而在导线上悬挂一些塑料纸片以及彩带之类的东西, 这些彩带等塑料制品对电网的安全运行造成了威胁。 (4) 由于市区建设的不断扩大, 一般配电线路比建筑物要先行搭设, 但是, 一些违章的建筑物还是无法避免的出现, 这些违章建筑物是配电线路范围之外的, 所以这些建筑物对配电线路有一定的影响。 (5) 城市建筑面积不断扩大, 在旧城改造的过程中, 配电线路会受到很大程度的破坏, 包括地下电缆和高空线路都会受到很大程度的破坏。 (6) 大部分地区的线路都是建立在公路边, 违章驾驶的现象不断增加, 车辆撞上电线杆就会导致电线杆出现事故。
1.2 配电设备问题
配电设备中所出现的故障一般会有四种: (1) 户外电线柱子上所使用的油开关采用的是比较落后的设备, 在户外长期使用非常容易产生故障; (2) 一些开关设备或者是避雷设备因为长期运行或者是本身质量较差, 又没有及时更换或者是维修而导致故障的发生; (3) 配电线路中的变压器出现问题, 常常是因为操作方法不正确或者是变压器本身的质量出现问题; (4) 绝缘子爆裂, 出现绝缘子不工作的现象[2]。另外, 电缆故障的出现也会让10k V配电线路出现跳闸的情况, 但是, 一般电缆出现故障会有几个方面的原因:首先是外力的损坏, 然后是因为绝缘体受到潮湿, 地下电缆被腐蚀, 其中电缆在长期运作过程中出现老化以及电缆在安装之初就没有做好接头工作。另外, 电缆中间头和终端头在制作过程中没有做好精确的计算工作就进行制作过程, 导致中间头和终端头不够精确, 最后是电缆环网柜的制作技术和安装技术上出现问题。这些设备的问题都是影响10 k V配电线路跳闸的重要因素。
1.3 自然灾害
配电线路一般都设置在户外, 因此, 无法避免地要受到外界的影响, 自然灾害的发生也会给配电线路造成无法估量的危害。常见的因为雷电导致配电线路变压器被烧毁, 避雷器出现爆裂等问题。
2 降低10 k V配电线路故障跳闸率的措施
2.1 预防外力因素破坏导致10 k V配电线路故障跳闸
(1) 让人们知道配电线路的重要性, 并发自内心的去保护配电线路。如张贴宣传册, 发布传单广告等形式来宣传配电线路保护的知识, 通过各种方法让人们了解配电线路以及保护配电线路的方法; (2) 要加大执法的力度, 大力打击破坏线路的犯罪分子, 对这些破坏线路的人或者是团体进行刑事处罚; (3) 为了减少或者是杜绝违章车辆毁坏电线杆, 交通部门在电线杆上贴上反光标识, 提醒司机注意, 对出现违章车辆毁坏电线杆的情况要进行严厉的打击。 (4) 对那些埋在地下的线缆和线路进行明确的标识, 做相互明确的标识牌提醒人们注意[3]。 (5) 要加大配电线路的巡查工作, 及时清理线路障碍, 保证线路通道能够满足线路运行的要求, 对那些违章建筑和一些妨碍线路运行的植物要及时清理, 清理过程中要与相关部门进行大力配合, 才能高效的完成。 (6) 要和相关的城建部门结合, 做好电力工程设备、计划、建设的工作, 消除电力建设的隐患, 降低10 k V配电线路故障跳闸的频率。
2.2 加大配电线路设备管理
(1) 要找合适诚信的电力厂家, 电力企业所用的设备必须是高质量的, 不能让本身存在质量问题的电力设备用在电力工程中。 (2) 在电力设备投入使用之前一定要做好检查工作, 避免有质量问题的设备出现在电力系统中。 (3) 做好设备的日常检修工作, 再好的设备经过长期的使用和日晒雨淋都会出现问题, 日常检修是能够及时发现设备上因为老化或者是外力破坏因素产生的隐患, 及时地排除隐患。 (4) 在设备安装的过程中, 尽量让设备处于室内或者是让设备免于暴露在外面受到自然的侵蚀。 (5) 为了能够快速地解决故障, 可在配电线路上安装真空开关来减少故障影响的范围和停电的面积;同时要合理地设计配电线路, 增强配电线路的灵活性。 (6) 要加大对工作人员的培训工作, 提高工作人员的工作能力和专业素养, 为排除电力故障做好基础的后备工作[4]。 (7) 要强化线路运行的管理, 分配好权责, 将线路故障跟责任人的经济效益紧密的联系起来, 做到权责分明。 (8) 做好线路故障的档案建设工作, 以便后期查询和借鉴。 (9) 对用户设备的管理存在重大设备问题的要及时通知, 改进用户设备的运行质量[5]。
2.3 采取有效的措施防止自然灾害对10 k V配电线路的损害
要提高10 k V配电线路跟自然灾害抗衡的能力。首先全面提升绝缘子抗雷的水平, 能够抗衡雷电的攻击。另外, 要在线路中安装避雷设备, 避雷设备是既简单又经济的措施[6]。同时要进行定期的监测, 与气象部门加强联系, 在天气发生骤变之前就做好防范的工作, 保护配电线路不会受到天气的破坏而影响人们的生活和工作。在配电线路设备安置的过程中尽量做好保护措施, 尽量将设备放在室内, 避免自然灾害的侵害。自然灾害是不可避免的, 但是我们要防患于未然, 做好线路的保护工作, 保护线路的正常运行, 及时杜绝线路故障的发生, 同时也要将10k V配电线路故障跳闸的频率降到最低, 维持人们日常生活和工作的需要。
3 结语
对于电力用户, 10 k V配电线路的正常运行是人们生活和工作的保障;对于电力系统, 10 k V配电线路的正常运行是电力系统正常运行的基础。但是变压器因为质量或者是工作过程中的不正当使用总会存在一些问题, 这些问题如果得不到重视就会导致重大事故的发生, 所以, 配电线路的日常检修工作一定要做好, 要定时地进行检查, 并且排除存在的隐患, 最大程度减少配电线路故障的发生。另外, 一旦发生故障要及时解决, 并且总结好经验, 为今后的每一次检修工作做好经验的累计。目前虽然我们还不能完全杜绝配电线路的故障, 但是相信在不断的努力下, 10 k V配电线路故障跳闸的频率会越来越低, 配电线路的工作状态会越来越好, 电力系统的工作也会更加简单和高效益化, 人们的生活和工作效率也会随之越来越高。
参考文献
[1]陈炳坤, 姚爽林.浅谈10 kV配电线路出现故障的原因[M].上海:上海同济大学出版社, 2009.
[2]王月娥, 江建玲.分析10 kV配电线路出现故障的因素[M].北京:北京师范大学出版社, 2011.
[3]周红林, 文剑新.浅谈如何降低10 kV配电线路故障跳闸率[J].湖北第二师范学院学报, 2009.
[4]雷蕾, 胡斐.怎样降低10 kV配电线路故障[M].南京:南京出版社, 2012.
[5]武红艳, 林其凌.降低10 kV配电线路故障跳闸率的措施[M].上海:上海复旦大学出版社, 2010.
故障频率 第7篇
机组发动机型号为KTA38-G2, 四冲程, 60°V形, 12缸, 800kW, 进气方式为涡轮增压中冷, 压缩比为14.5:1, 燃油系统形式为康明斯PT直喷系统。2011年上半年, 康明斯柴油发电机组先后出现两次频率不稳故障, 其中第二次导致突然停机。巡检人员从控制面板上显示的运行数据发现频率波动范围较大 (47.5～51.5Hz) , 瞬间波动有剧烈跳动现象。此外, 发动机排气声音不匀, 有“游车”现象。
二、故障原因分析
康明斯柴油发电机组供电频率不稳, 主要表现在机器转速不稳, 这与多种因素有关, 比如燃油中有空气或水分、喷嘴总成失效、油门调整不当或油路阻塞、周率转换器或周率表失效、电子调速器故障、柴油发电机组运转震动太大、负载波动大、燃油滤清器失效、燃油泵故障等。根据现象分析, 发电机组撬块是焊接在比较平坦的平台甲板面上, 而且机组和安装底座的螺栓没有松动现象, 巡检人员现场感觉机组无明显振动, 可以排除振动大的因素。油田生产比较稳定, 突然加载和卸载的情况不多, 平时所需功率一般稳定在400kW左右, 因此机组几乎不存在负载波动范围大的问题。由于是刚调试完投入使用的新机组, 喷油器和燃油泵本体故障的可能性很小, 事实上, 拆开PT泵进口燃油滤网时, 发现滤网的确不脏。结合以往操作使用与维修保养历史, 重点锁定两个方面的原因。
1. 油路问题
机组油路主要由柴油箱、油箱出油低压管、一级油水分离器4套、二级柴油过滤器两组 (每组两个) 、PT燃油泵、高压油管、回油管、开关阀门及其他管件接头组成。正常运转期间, 只使用一组二级柴油过滤器, 另外一组备用。根据维修人员反映, 当发生频率不稳现象后, 只要及时将在役柴油过滤器切换到备用组, 就会稳定很多。最近从拖轮上补给的柴油质量不好, 直接从取样口排放观察, 发现柴油有浑浊现象。这些现象说明柴油因素引起油路进水、脏堵或者柴油滤油器的滤芯质量不合格。停机后, 维修工更换一级油水分离器滤芯时, 发现有一个滤器压盖很难拆掉。经检查, 该滤器外壳发生变形, 而且O形密封圈有不同程度的磨损、老化现象。另外厂家技术人员告知, 机组油路的连接球阀质量不佳, 可能会漏气。此外, 现场调研还发现油箱直接固定在机组橇块底座甲板上, 柴油液位总高度低于一级油水分离器顶部位置, 一旦油路不畅或者滤器脏堵时会增大低压油管的负压, 如此一来, 即使管路密封不好也看不到柴油泄漏现象, 但是很可能导致进空气。
2. 调速板性能不稳定
机组专用调速板如图1所示。其中DROOP为有差调整, 调节下垂, 调整范围:额定速度的0～10%, GAIN是速度控制的增益调整, 影响动态过程的调速率幅度, RUN SPD是在机组运转中调整转速, IDLESPD是调整怠速。以上调整都是顺时针方向旋转为增大。在以往发生频率不稳故障时, 曾经调过增益, 但是稳定性较差, 运转一段时间后又会出现频率波动。期间更换过调速板, 因此怀疑调速板工作性能不稳, 但是更新调速板后, 仍然有频率波动现象, 因此可以排除调速板问题。
三、故障解决办法
1. 加高柴油箱
为了减小油路负压及油管线进气对频率波动的影响, 决定适当加高油箱。
2. 改进低压油路管线
原柴油机进、回油管路绕弯较多, 布局欠佳。测量好尺寸, 根据现场实际空间重新布线、优化配置, 并将原质量较差的简易开关球阀更换为耐压、密封较好的仪表阀, 排除球阀阀杆密封不严的影响。检查、紧固管线所有连接部位, 并在接头处涂抹黄油防止漏气, 确保密封良好。
3. 检修一级柴油过滤器
所用康明斯柴油发电机共有两级柴油过滤器, 其中有一级粗滤器4套, 二级细滤器两组各两套。一级粗滤器中外壳变形的过滤器必须修理, 而且过滤器所有密封也要重新更换。需要注意的是, 由于过滤器外壳薄, 不能用大力敲打修整。先用铜棒轻轻捶打鼓包变形处, 再用双手慢慢用力圆整, 同时试戴密封盖, 最后感觉刚好盖严方可。一级滤器共有3道密封, 都是O形橡胶圈密封。为保证密封良好, 每次保养过滤器时, 最好把3道密封圈都换掉。同时, 密封压盖周边最好涂硅胶密封。
4. 频率不稳故障应急处理办法
当一台柴油发电机发生频率不稳故障, 而另外一台备用机也有其他故障不能在线及时切换投运时, 可采用应急措施来保证采油生产不间断, 即先打开另外一组二级柴油过滤器进口的三通阀, 再依次关闭在用过滤器出口、进口阀, 尤其要注意的是, 关闭出口阀时要缓慢, 防止开关太快造成PT泵供油量瞬时波动较大而突然停机。如此, 通过二级柴油滤器的在线切换可以赢得检修本机或备机故障的宝贵时间。W12.04-09
摘要：柴油发电机频率不稳故障, 从油路、调速方面对康明斯柴油发电机组进行分析, 提出油路检修解决方案和故障应急处理办法。
故障频率 第8篇
我台一部DF100A短波发射机已稳定运行多年, 各项技术指标均正常, 但一次调试时, 发现失真在高音高调幅时, 失真到25%以上, 但在高音低调幅时, 失真到3%以下 (甲级) , 现将该故障的分析、处理过程介绍如下:
1故障现象
测试B07机失真时, 送90%调幅度, 50 Hz～2 kHz失真和波形正常, 但送3 kHz信号时, 失真突变为25%, 输出波形变为三角包络波, 减调幅度到72%时, 失真突变2.7%, 送4 kHz信号, 测试结果和送3 kHz信号基本相同, 突变点下移到调幅度为67%。测试结果和波形如下:
2故障分析
在高音高调制时, 三角波频率应随着频率和调幅度的升高而自动升高, 相应增加了PDM补偿脉冲的数量, 从而减小失真。
没有PDM脉冲补偿时, 当m=100%时, 调制级的输出电压如图3所示, 以40个阶梯为极限而形成的调制级输出电压为粗调幅电压, 它包含较大的非线性失真, 必须通过低通滤波器滤除主要的阶梯纹波才能使失真度合格。但低音的中等以上调幅、中音和部分高音的低调幅时的阶梯纹波主频处在滤波器的通带之内难以滤除, 并且可滤除的阶梯纹波滤除后引起动态载波下浮。因此, 采用PDM补偿脉冲防止动态载波下浮, 这种补偿称为细调幅, 其原理如图4。
——PDM补偿脉冲的幅度等于单级PSM开关的输出电压US;
——PDM脉冲宽度正比于误差电压的幅度;
——PDM脉冲通过48级开关级产生;
——PDM脉冲的开关频率70 kHz～120 kHz, 在高音频段, 开关频率可随调制信号的频率和幅度的升高而升高;
——产生的残波分量由调制器输出端的低通滤波器滤除。
2.1 PDM脉冲补偿在发射机中的应用
假设PDM脉冲补偿的开关频率为70 kHz, 则14.3 μs出现一个补偿脉冲, 对于1 kHz每周的补偿脉冲为70个, 而对于5 kHz每周的补偿脉冲只有14个, 补偿不完善, 因此高音调制时的补偿脉冲开关频率需要随调制频率的升高而升高, 如果开关频率升高到120 kHz, 则5 kHz每周的补偿脉冲增加到24个, 对于有80个阶梯的5 kHz的信号, 100%调幅, 平均每个阶梯只有24/80≈0.3个补偿脉冲, 此时对高音高调幅解体数较多, 对补偿的要求不高, 失真的影响也不大。但对于5 kHz, 10%调幅, 每周仅有8个阶梯, 平均每个阶梯只有3个补偿脉冲, 这说明提升高音调制时的开关频率来增加补偿脉冲数, 对于减小高音低调幅的失真是很有好处的。
2.2三角波发生器
在音频和直流信号上叠加三角波信号制作PDM补偿脉冲, 来弥补脉阶调制的误差。三角波信号的频率就是PDM补偿脉冲的开关频率, 频率越高, 补偿越完善, 但开关管的损耗也越大。为了兼顾这两个方面, 实际数据是:在载波情况下, 三角波频率为50 kHz～70 kHz;在高音调制时, 三角波频率自动升高, 三角波频率为100 kHz～120 kHz;最常用的频率为70 kHz。
输入到压控函数波形发生器8038B的输入控制信号电压为: UDC=- (1.8/л+2.03/л) VX
压控函数波形发生器8038B的输出频率:
f=70 kHz-7×UDC×1 000
2.3 PDM脉冲补偿的制作
DF100A采用以下方法制作PDM补偿脉冲:把顶底电压差作为一个阶梯门限电压Ut的三角波信号UΔ, 重叠在音频和直流控制电压UΩ+UDC上, 如图5所示。因此, 无论误差信号大小如何, 都可多和一级PSM开关, 只不过误差电压小的时候, 多合一级PSM开关的时间短一些, 形成窄的PDM脉冲补偿;而误差电压大的时候, 多合一级PSM开关的时间长一些, 形成较宽的PDM脉冲补偿;当误差电压接近一个阶梯的门限电压时, 多和一级PSM开关的时间接近叠加三角波的周期。由于每个三角波周期出现一个补偿, 所以三角波的频率就是PDM脉冲补偿的开关频率, 一般为70 kHz～120 kHz。
根据分析和判断分别给机器送不同频率和调幅度的信号, 测试时钟修正板的U7-3, 音频通路板U30-6和从平转取样输出波形分别如下:
正常时快速变换器控制48组功率模块按“先合先拉、先拉先合”的原则循环通断, 输出具有音频特征又附带PDM脉冲补偿的阶梯波, 再经低通滤波器滤波后, 输出带有音频信息的调幅波。若“音频+直流”信号不叠加三角波信号, 则模块输出阶梯波, 经低通滤波器滤波后, 输出三角包络波, 导致信号大失真和载波下浮。
由测试结果分析, 应是时钟修正板的压控函数波形发生器8038B在高音高调幅时, 产生不了102 kHz以上的三角波信号, 使发射机不能产生PDM脉冲补偿, 导致失真变大, 更换8038B后, 重新测试, 机器失真指标正常。
3结束语
DF100A发射机引起失真变坏常见原因有:电子管发射不足, 正、负峰切削设置不当, 音频通路板抑制二次谐波的电位器R119调整不当等, 但在高音高调幅时没有三角波补偿, 造成大失真的现象不常见, 在分析、处理故障中, 要求对发射机工作原理要有比较透彻的理解。
通过此次故障的处理, 我们更深一步的了解了PDM补偿在发射机中的作用, 拓宽了发射机的维护思路, 有了新的认识, 为今后更好地维护好发射机积累了经验。
参考文献
[1]魏瑞发, 陈锡安.脉阶调制设备[J].国家广电总局无线电台管理局.
故障频率 第9篇
关键词：特征分量,暂态电流分量,频率特性,相对熵系数,故障选线方法
0引言
我国配电网一般采用小电流接地系统,这种接地系统出现单相故障后,故障点电流较小以至于不影响系统短时间内正常运行,因此配电网允许带单相故障继续运行1~2 h,但发生单相接地故障后, 另外两相对地相电压升高为线电压,长时间运行会造成线路绝缘损坏并扩大故障范围[1,2,3]。为了减少单相故障对小电流接地系统的绝缘损害,调控运行人员必须及时尽快切除故障线路。目前,小电流接地系统的故障选线机理和判据已有不少研究成果,其中基于故障暂态信号的选线方法由于不受消弧线圈影响且具有灵敏度高的优点而成为研究热点。文献 [4-5]基于S变换后的幅值矩阵和相角矩阵构造了故障瞬间的暂态能量函数,并利用相对熵衡量波形的差异性,进而实现选线;文献[6-8]分别应用经验模态分解(Empirical Mode Decomposition,EMD)、小波包法和形态滤波器对原始信号进行逐层筛分,滤除噪声,得到高频谐波分量,并将此分量输入到判据系统中,通过观察系统的幅值或相图变化来选出故障线路;文献[9-10]分别研究了暂态持续时间内零序电荷与零序电压的特征关系以及瞬时实功率和瞬时虚功率的变化特点,并依据暂态变化过程中的特征分量进行故障选线;文献[11-14]采用不同智能算法综合分析暂态信息,并结合复合判据进行故障选线。
小电流接地系统无论是基于频率差异性还是基于相位差异性构造选线方法,在暂态分量分析过程中,频带范围的选取对选线结果的准确性有着重要影响,然而有关暂态信号频段选择的研究成果却较少,文献[15-16]虽然分析了线路零序电流的频率特性,但侧重论证不同频段内小电流接地系统非故障线路与故障线路零序电流极性的相互关系;文献[17]从频域角度分析故障暂态特征及电气量的分布规律, 得出了系统发生单相接地故障时不同频带上的暂态零序电流特性,但主谐振频率的大小仍然靠经验选取;文献[18]分析了中性点非直接接地系统零序网络的频率特性,但研究重点是系统参数、过渡电阻、 故障位置等因素对零序网络相频特性的影响。
综合现有的研究现状来看,小电流接地系统的暂态分量具有丰富的特征信息,是故障选线常用的特征分量,但暂态分量频率大小及其影响因素却鲜有定量的研究成果,在选取分析频带时也缺乏相应的选择标准。本文针对这一问题开展研究,以故障时刻特征分量分析为依据,推导了小电流接地系统故障线路和非故障线路的零序电流表达式,解析分析了小电流接地系统的频率变化特性及其影响因素,并给出了定量计算暂态电流频率大小的方法, 为高频特征分量的频带选取提供了理论基础。在此基础上,利用现有的滤波分析工具提取估算频带内的暂态电流,并结合相对熵系数矩阵辨识出故障线路。仿真结果表明,论文提出的计算方法能有效选取故障线路,并具有广泛的适用性,为快速隔离配网单相接地故障提供了选择依据。
1 特征分量分析
1.1稳态电流分析
一般情况下,小电流接地线系统按中性点接地方式分为不接地和经消弧线圈接地两种型式。当中性点不接地时,接地点容性电流为全系统非故障线路容性电流之和,如图1所示。
从图1中可以看到,故障线路零序电流方向与非故障线路正好相反,同时又在数值上等于非故障线路零序电流之和[3]。因此,利用各出线稳态零序电流分量即可辨识出发生故障的线路。
当配网系统的中性点经消弧线圈发生接地时, 接地点容性电流为全系统非故障线路容性电流与零序电感电流之和,如图2所示。
为了避免系统出现谐振现象,要求系统处于过补偿状态。消弧线圈的这种配置方式补偿了故障线路的零序容性电流并导致故障线路零序电流与非故障线路零序电流的实际方向相同。此时,利用故障后的零序电流稳态分量无法将故障线路与非故障线路区别开来[3]。
1.2暂态电流分析
中性点采用消弧线圈过补偿运行方式后,故障线路与非故障线路两者在零序稳态电流分量之间没有明显区别。但对高频分量而言,由于消弧线圈的感抗随着频率的增大而增大,而线路对地容抗随着频率的增大而减小,因此,消弧线圈补偿的高频电流较小,而线路对地容性高频电流较大,小电流接地系统的高频分量电流处于欠补偿或不补偿状态, 如图3所示。
图3中, n为高频分量频率与工频分量频率的系数比。根据基尔霍夫电流定律可知:故障线路高频零序电流分量与对应的非故障线路相同频率零序电流分量之和相等。又由于非故障线路相同频率零序暂态电流分量的方向相同,因此,故障线路与非故障线路零序暂态电流方向相异,故而可以采用高频电流分量的方向来区分故障线路和非故障线路。
2 暂态电流频率特性分析
2.1暂态电流频率计算
根据图3建立故障时刻的零序网络等效电路, 如图4、图5所示。
图4中,EA为系统A相等效电势,Rg为过渡电阻,Lk为消弧线圈,RLk为消弧线圈等值电阻,ILk为流经Lk的电流, C为电网电容,RL、 L分别为线路的等效电阻和等效电感,U0为相应的零序电压,I0为出现故障点处的零序电流,IC为流经电网的电容电流。图5中,Cm为线路m的对地电容,Rm、 Lm为线路m的等效电阻和电感,Im0为流经线路m的电流。
2.2暂态电流频率分析
在复数域中,暂态分量的成分由复函数的特征根决定,即由s22、 D(s) 、 B(s) 的根决定。其中:s22决定的频率为s ,即f 50 Hz ; D(s) 决定的频率与该线路本身的元件参数有关,只包含有一个高频分量;B(s) 的特征根由系统参数决定,且B(s) 中包含两个频率随参数变化的分量。由此可知小电流接地系统发生故障后的频率分量由D(s) 和B(s) 共同决定,如式(11)所示。
由式(11)可知,频率大小只与电气元件参数和过渡电阻Rg有关。但在实际小电流接地系统中,单相接地故障后的暂态过程常常伴随着电弧放电现象,并且故障点位置未知导致图4中的等效参数存在不确定性,因此,发生单相接地后暂态电流分量的频率大小只能是一个估算值,但相对于经验性选取高频带的方法已经精确不少,并且随着馈线数量的增多,故障点位置对频率特性的影响逐渐较小。
3 暂态分量相对熵分析
3.1相对熵系数选线原理
相对熵是两个随机分布之间距离的度量,描述了每个变量所提供平均信息量的不确定性,其定义如式(12)所示。
式中: P表示数据的真实分布;Q表示数据的理论分布。在信息论中,相对熵可用来度量波形的差异性,相对熵系数越大,意味着波形的差异性越大, 相对熵系数越小意味着波形的差异越小[19]。
中性点不接地系统中,故障线路零序电流方向与非故障线路相反,可以直接利用各条馈线零序电流的相对熵系数辨识故障线路;而经消弧线圈接地的系统中,只有暂态高频分量之间具有较大的差异, 因此,在计算相对熵系数前需要先对馈线零序电流进行滤波处理,在提取故障时刻的暂态电流分量后再利用相对熵系数辨识故障线路。由于暂态电流的频率随着过渡电阻的变化而变化,因此,在对馈线零序电流滤波前还要通过电气元件参数和过渡电阻变化范围计算确定合适的滤波频带,有针对性地提取差异性较大的暂态分量,进而提高选线方法的准确性。
3.2暂态分量相对熵选线步骤
不接地系统和经消弧线圈接地系统的故障选线步骤有一定的差别,但都可以统一为一个选线流程, 如图6所示。
本文提出的故障选线方法的详细步骤如下:
步骤一:小电流接地系统发生单相接地故障后, 零序电压升高为相电压启动故障选线程序;
步骤二:对于不接地系统,直接进入相对熵系数计算环节,而经消弧线圈接地系统则需要先根据电气元件参数和过渡电阻范围估算滤波频带,再利用滤波工具提取频带暂态电流高频分量,然后进入相对熵计算环节;
步骤三:计算相对熵系数;
步骤四:根据相对熵系数形成相对熵矩阵,通过各条馈线之间的相对熵系数关系辨识故障线路。
4 算例分析
4.1仿真建模
本文利用PSCAD仿真工具建立了小电流接地系统仿真平台,如图7所示。
图7中,小电流接地系统共有5回出线,且中性点经消弧线圈接地。仿真平台高压侧连接至110 k V系统,低压侧连接至35 k V系统。
4.2暂态频率特性分析
小电流接地系统的等值参数如表1所示。
此时, D(s) 表征的频率大小为700 Hz,令Rg1 ~ 1 000 ,得B(s) 中频率与过渡电阻Rg的关系如图8所示。
由图8可知,在给定系统网络参数后,频率是过渡电阻的单变量函数。在0~100 Ω范围内,频率随过渡电阻的增大而迅速衰减;在100~280 Ω范围内,频率为零;在280~1 000 Ω范围内,频率稳定在90 Hz左右。由于故障时刻过渡电阻的非线性, 过渡电阻通常在50~500 Ω范围内变化。此时,故障时刻高频分量频率区间为80~550 Hz,考虑故障位置的变化后频率区间为75~600 Hz。综合D(s) 、 B(s) 的频率特性,暂态电流频率的估算范围约在75~700 Hz之间。
4.3暂态分量相对熵选线
线路4距离母线10%发生接地故障后,各条馈线的电流如图9所示。
暂态电流分量估算的频率范围在80~700 Hz之间,利用小波包的分解和重构工具提取故障时刻该频率区间的暂态电流分量,如图10所示。
依据提取的暂态电流分量计算各馈线之间的相对熵矩阵,并以计算结果中的最大熵值为参照对计算结果进行归一化处理,如表2所示。
表2中第4列和第4行的相对熵系数最大,这意味着线路4与其他线路的暂态电流分量的差异性较大,据此可以判定线路4为故障线路。
4.4选线方法适用性分析
为了进一步验证选线方法的适用性,本文充分考虑故障位置、故障时刻初始相角对选线结果的影响,选线结果如表3所示。
从选线结果可以看出,在故障位置、接地电阻、 初始相位多变的条件下,本文提出的故障选线方法具有广泛的适用性和准确性。
5结论
本文推导了小电流接地系统单相故障后零序电流的解析表达式,分析了暂态分量的频率特性,并据此选取零序电流的特征分量。特征分量确定后, 结合相对熵理论计算故障后各条馈线之间的相对熵系数矩阵,通过比较分析暂态分量的相对熵系数辨识出故障线路。本文的主要结论如下:
(1) 在电网参数已知的条件下,小电流接地系统暂态高频分量的频率大小主要由网络等效参数和过渡电阻决定,通过估算过渡电阻的范围和等效参数可以预先估计暂态分量的频率变化范围,并根据频率特性的分析结果有针对性地选取故障线路与非故障线路之间差异性较大的频率分量作为特征分量;