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電力設備的狀態檢測與智能診斷

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出版社:科學出版社出版時間:2023-08-01
開本: 其他 頁數: 320
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電力設備的狀態檢測與智能診斷 版權信息

電力設備的狀態檢測與智能診斷 內容簡介

高勝友本書按照電力設備狀態檢修和故障診斷的技術路線,分為三大部分:**部分是信號感知、調理和傳輸;第二部分是信號分析與診斷;第三部分是按照功能與結構區分的主要電力設備的檢測與評估,包括電力設備的功能與結構特征、預防性試驗和在線檢測技術。從信號感知到信號分析、診斷與決策,作為電力設備的在線檢測系統一個綜合案例,本書*后以變壓器為例,構建了一個綜合的狀態評估系統。

電力設備的狀態檢測與智能診斷 目錄

目錄 緒論 1 0.1 電力設備試驗與狀態的關系 1 0.2 預防性試驗 2 0.3 預防性試驗的不足及在線檢測技術的意義 14 **篇 電力設備狀態參量的信號感知與調理 第1章 電力設備狀態參量的傳統感知 16 1.1 傳感器概述 16 1.2 溫度傳感器 18 1.2.1 接觸式溫度傳感器 18 1.2.2 非接觸式溫度傳感器 20 1.3 振動傳感器 21 1.3.1 位移傳感器 22 1.3.2 壓電式加速度傳感器 23 1.3.3 磁電式速度傳感器 23 1.4 電流傳感器 25 1.4.1 分流器 25 1.4.2 霍爾電流傳感器 26 1.4.3 磁通門電流傳感器 27 1.4.4 羅氏線圈 28 1.5 電壓傳感器 29 1.5.1 電阻(電容)式電壓傳感器 29 1.5.2 電磁式電壓傳感器 30 1.6 氣敏傳感器 31 1.6.1 電化學式氣敏傳感器 31 1.6.2 催化燃燒式氣敏傳感器 32 1.6.3 半導體式氣敏傳感器 33 1.6.4 光學式氣敏傳感器 35 1.7 濕敏傳感器 35 1.7.1 電阻型濕敏傳感器 37 1.7.2 電容型濕敏傳感器 38 1.7.3 光學濕敏傳感器 38 1.7.4 質量負載式濕敏傳感器 39 參考文獻 39 第2章 新型傳感器 41 2.1 光纖傳感器 41 2.1.1 光纖傳感器的概念及基本工作原理 41 2.1.2 光纖傳感器的分類 41 2.2 MEMS 傳感器 49 2.2.1 MEMS 傳感器及其特性 49 2.2.2 微傳感器的敏感原理 50 2.2.3 微傳感器的應用 54 2.3 壓電式傳感器 59 2.3.1 壓電式傳感器的概念 59 2.3.2 壓電材料 59 2.3.3 壓電式傳感器的工作原理 60 2.4 聲表面波傳感器 63 2.4.1 表面波的基本理論 63 2.4.2 聲表面波叉指換能器 64 2.4.3 聲表面波諧振器 66 2.4.4 聲表面波氣體傳感器 67 2.4.5 聲表面波溫度傳感器 68 參考文獻 69 第3章 信號調理與傳輸 71 3.1 信號調理 71 3.1.1 信號放大 71 3.1.2 信號濾波 72 3.1.3 信號隔離 77 3.2 信號采集 78 3.2.1 電流-電壓轉換 78 3.2.2 模擬-數字轉換 80 3.2.3 數字-模擬轉換 81 3.3 信號有線傳輸 83 3.3.1 串行傳輸 83 3.3.2 并行傳輸 87 3.3.3 異步傳輸 87 3.3.4 同步傳輸 87 3.3.5 單工、半雙工和全雙工傳輸 3.4 信號無線傳輸 88 3.4.1 近距離無線通信技術 88 3.4.2 遠距離無線通信技術 92 3.5 5G 傳輸基本原理及應用 94 3.5.1 5G 傳輸基本原理 94 3.5.2 5G 應用 95 參考文獻 96 第二篇 電力設備狀態的診斷方法 第4章 電力設備狀態量數據處理方法 98 4.1 時域分析 98 4.2 頻域分析 99 4.3 時頻聯合分析 100 4.3.1 短時傅里葉變換 101 4.3.2 小波變換 101 4.4 相關性分析 102 4.5 統計分析 103 4.5.1 PRPD 圖譜 103 4.5.2 PRPS 圖譜 104 參考文獻 106 第5章 智能診斷方法 107 5.1 邏輯診斷 107 5.2 模糊診斷 107 5.2.1 模糊集合 107 5.2.2 模糊不精確推理 108 5.2.3 綜合模糊診斷 108 5.3 智能算法 109 5.3.1 遺傳算法 109 5.3.2 粒子群優化算法 111 5.3.3 模擬退火算法 113 5.3.4 禁忌搜索算法 114 5.4 機器學習 115 5.4.1 監督學習 115 5.4.2 無監督學習 116 5.4.3 半監督學習 118 5.4.4 集成學習 118 5.4.5 遷移學習 120 5.4.6 強化學習 121 5.5 神經網絡與深度學習 123 5.5.1 人工神經網絡 123 5.5.2 深度信念網絡 124 5.5.3 卷積神經網絡 125 5.5.4 循環神經網絡 127 5.5.5 生成對抗網絡 128 5.6 圖神經網絡 131 5.6.1 圖的概念 131 5.6.2 圖神經網絡及應用 133 參考文獻 135 第6章 基于狀態的智能決策 138 6.1 決策分析與決策支持系統 138 6.1.1 決策的概念 138 6.1.2 決策的意義 138 6.1.3 決策的過程 138 6.1.4 決策的分類 138 6.1.5 決策支持系統的概念 139 6.1.6 決策支持系統的意義 139 6.1.7 決策支持系統的結構 140 6.2 決策樹決策方法 140 6.2.1 決策樹概念 140 6.2.2 決策樹原理 141 6.2.3 決策樹特點 141 6.2.4 決策樹決策步驟 141 6.2.5 決策樹決策算例 144 6.3 粗糙集決策方法 146 6.3.1 粗糙集概念 146 6.3.2 粗糙集診斷原理 146 6.3.3 粗糙集診斷特點 147 6.3.4 粗糙集診斷步驟 148 6.3.5 粗糙集診斷算例 149 6.4 貝葉斯決策方法 152 6.4.1 貝葉斯決策概念 152 6.4.2 貝葉斯決策原理 152 6.4.3 貝葉斯決策特點 153 6.4.4 常見的貝葉斯模型 153 6.4.5 貝葉斯決策算例 156 6.5 馬爾可夫決策方法 158 6.5.1 馬爾可夫決策概念 158 6.5.2 馬爾可夫決策原理 159 6.5.3 馬爾可夫決策特點 159 6.5.4 馬爾可夫決策步驟 160 6.5.5 馬爾可夫決策算例 161 6.6 灰色關聯決策方法 164 6.6.1 灰色關聯概念 164 6.6.2 灰色關聯決策原理 164 6.6.3 灰色關聯決策特點 164 6.6.4 灰色關聯決策步驟 164 6.6.5 灰色關聯決策算例 165 參考文獻 167 第7章 多傳感器組網與信息融合 169 7.1 多傳感器組網 169 7.1.1 組網技術的拓撲結構設計 170 7.1.2 網絡通信協議 171 7.1.3 組網技術的實現方式 175 7.2 信息融合 176 7.2.1 信息融合層次 176 7.2.2 信息融合模型 178 7.2.3 信息融合方法 180 參考文獻 183 第三篇 電力設備的狀態檢測與監測 第8章 容性設備 185 8.1 容性設備概述 185 8.1.1 電力電容器 185 8.1.2 高壓套管 187 8.1.3 電容式電壓或電流互感器 188 8.2 容性設備的預防性試驗 190 8.2.1 絕緣電阻測量 190 8.2.2 介質損耗tanδ 測量(電橋法) 192 8.2.3 電容值測量 194 8.2.4 交流耐壓試驗 195 8.3 容性設備狀態的在線監測 196 8.3.1 三相不平衡電流的測量 196 8.3.2 介質損耗角正切的測量 199 參考文獻 201 第9章 避雷器 202 9.1 避雷器概述 202 9.1.1 金屬氧化物避雷器的結構 和功能 202 9.1.2 避雷器性能參數 203 9.1.3 避雷器的常見故障類型 204 9.2 避雷器的預防性試驗 204 9.2.1 絕緣電阻 204 9.2.2 工頻放電電壓 204 9.2.3 電導電流 205 9.2.4 直流試驗 206 9.3 避雷器狀態的在線監測 206 9.3.1 全電流在線監測技術 206 9.3.2 基于阻性電流的在線監測 207 參考文獻 209 第10章 絕緣子與架空線 210 10.1 絕緣子與架空線概述 210 10.1.1 絕緣子 210 10.1.2 架空線 212 10.2 絕緣子與架空線的預防性試驗 212 10.2.1 零值絕緣子檢測 213 10.2.2 絕緣電阻檢測 213 10.2.3 交流耐壓試驗 213 10.2.4 等值鹽密測量 213 10.3 絕緣子狀態的在線監測 214 10.3.1 泄漏電流 214 10.3.2 電暈放電 216 10.3.3 等值附鹽密度 218 10.4 架空線狀態的在線監測 218 10.4.1 導線溫度 218 10.4.2 導線覆冰 220 10.4.3 導線舞動 220 10.5 新型傳感技術在架空線監測中的應用 221 10.5.1 加速度傳感技術 221 10.5.2 光纖傳感技術 221 參考文獻 221 第11章 電力變壓器 223 11.1 變壓器概述 223 11.2 變壓器的預防性試驗 225 11.2.1 絕緣電阻和吸收比試驗 225 11.2.2 直流耐壓及泄漏電流試驗 226 11.2.3 介質損耗角正切值試驗 226 11.2.4 感應耐壓試驗 227 11.3 變壓器狀態的在線監測 228 11.3.1 油中溶解氣體 228 11.3.2 局部放電 233 11.3.3 溫度 238 11.3.4 含水量 241 11.3.5 繞組變形 243 11.3.6 有載分接開關 246 參考文獻 248 第12章 電力電纜 250 12.1 電力電纜概述 250 12.1.1 按電流制劃分 250 12.1.2 按絕緣材料劃分 250 12.1.3 按電壓等級劃分 252 12.2 電力電纜的預防性試驗 253 12.3 電力電纜狀態的在線監測 258 12.3.1 水樹枝的測量 258 12.3.2 局部放電的測量 263 12.3.3 故障定位 265 參考文獻 269 第13章 旋轉電機 271 13
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