分布式局部放电监测技术研究

本文以局部放电检测为基础,首先对国内外电缆局部放电检测的基本方法和发展状况进行了综合分析,比较了各种检测方法的应用情况及优缺点;随后根据局放信号的衰减理论,基于ATP-EMTP搭建了行波传输仿真模型,输入不同频率的行波信号来观察不同距离下的行波幅值特性,总结出不同频率行波在电缆线路上的衰变规律;最后根据仿真结果,得出局放信号分布式监测的结论,并给出监测的最优配置原则及方案.     

基于 PLS-SVM 的开关柜局部放电检测方法

摘要： 超声波检测法是高压开关柜局部放电检测的一种有效方法,但目前基于超声波信号检测原理开发的局部放电检测产品主要有信号幅值检测、将信号降频至音频从而监听检测,具有检测结果不够准确、对检测人员要求较高等缺点。该研究提出了一种基于偏最小二乘（partial least squares,PLS）特征降维和支撑向量机（support vector machine,SVM）的开关柜局部放电检测方法,首先计算超声音频信号的声学特征,并采用PLS进行降维处理,然后采用SVM分类器来区分局放和非局放音频信号。实验结果表明,所提方法比传统阈值方法具有更高的识别准确率,并且降低了对检测人员的要求,具有更好的普适性。     

油浸变压器局放UHF电磁波传播特性仿真研究

大型油浸式电力变压器结构复杂·在UHF电磁波信号传播过程中给放电量标定、局放源定位等带来难度,基于实际运行变压器结构构建精确的仿真模型,利用数值仿真技术探讨了局放UHF电磁波信号受油纸复合绝缘反射、折射及金属导体的反射、吸收表减特性,研究了检测信号强度与局放源和超高频传感嚣的位置关系,并对比分析了不同部位、不同类型放电的时域、频谱及能量累积特性,为变压器局放超高频在线监测奠定了基础.     

积累数据对GIS特高频局放检测的重要性分析

特高频法局放检测可以有效发现GIS的内部缺陷,但尚缺乏统一的标准和方法。阐述了多种特高频局放检测技术检测数据后,针对GIS内部局部放电可能存在间歇性的特点,通过对三个具体案例数据进行分析,结果表明:空穴放电间歇性很强,平均每小时20个放电脉冲,但基本上每个时段都有少量;悬浮放电可能几个小时不发生放电,但短时间可能产生上百个放电脉冲;少于3 h的数据积累无法判定异常信号类型。论述了长时间积累数据对特高频局放检测的重要性,并提出了对间歇性局放进行特高频局部检测的方法。     

基于套管屏蔽环的开关柜脉冲电流法在线局部放电检测系统

局部放电检测的脉冲电流法具有灵敏度高、信息丰富、抗干扰性较差的特点,通常应用于电力设备的离线试验中。针对脉冲电流法在线应用的技术要求,研制了基于套管屏蔽环的脉冲电流法局部放电在线检测系统。利用开关柜、环网柜中的对接套管提取局部放电脉冲,并设计配套检测阻抗对其进行参数匹配和仿真优化,同时在10 kV开关柜实验平台上验证了所研制检测系统的有效性。仿真与试验结果表明,研制的检测系统能够实现开关柜局部放电的在线脉冲电流法测量及视在放电量校准,同时有效地对局放源进行相位分辨,可以在对输出局放脉冲保持至少10×10^4次/s分辨率与较高幅值的同时对10 kHz及以下低频干扰产生至少40dB的衰减.运行环境下能够有效地进行局放脉冲提取及故障诊断.为开关柜、环网柜的局部放电在线监测提供了一种新思路。     

发电机中性点局部放电在线监测系统研究

针对大型发电机定子绝缘的局部放电在线监测是预防发电机突发性事故的最有效手段,设计了一套发电机中性点局部放电在线监测系统,运用宽频带测量技术在发电机中性点获取局放信号,采用分层式网络结构框架提供局放的集成监测及远程诊断平台,验证了在发电机异常状况下局放传感器的高可靠性,分析了传感器的安装对发电机单相接地故障下的零序电压保护、故障接地电流、暂态过电压及高压系统传递过电压的影响.     

基于声阵列的电站锅炉水冷壁泄漏定位研究

在声学测温系统测点布置的基础上,融入声阵列定位技术,再现声波测温的同时对炉膛水冷壁的泄漏声信号进行实时监测,并进行泄漏点的精确定位.建立炉管泄漏声阵列定位模型,基于到达时间差定位(TDOA)方法和改进的Chan算法进行三维空间声学定位仿真研究,并进行了空旷环境下和炉膛冷态、热态环境下泄漏点的实验研究.结果表明:仿真与实验结果均符合工程要求,该定位算法具有可行性.     

开关类设备局部放电光脉冲与特高频脉冲特性对比研究

探究了新型硅光电传感器在局部放电检测方面的性能,并将其测得的光脉冲与传统特高频脉冲进行了对比试验分析。通过光、电同步局放试验,对各种传感器的检测性能、工作特性和统计特征进行了分析和讨论,探索了硅光电局放传感器在实际放电监测中的优势及可行性。此外,通过光、电同步监测数据分析,获得了局放光辐射与电磁辐射两种物理现象的统计学表现。结果表明,与特高频传感器相比,处在最佳工作电压下的硅光电传感器有着更高的信噪比;两种光学检测手段在高频电机的电磁干扰下,硅光电传感器体现出更好的抗电磁干扰能力;两种检测手段获得的PRPD图谱所反映的放电相位区间与放电特征都保持较好的一致性;脉冲重复率随施加电压的变化趋势一致,但硅光电传感器具有较高的信噪比和单光子灵敏度,得到的光脉冲统计频次相对局放电磁脉冲频次较高, 并且相基统计数据中的偏斜度和陡峭度也具有较好的一致性。     

基于特高频传感器的GIS局放信号监测装置及定位方法

GIS局部放电监测与局放源定位是预防绝缘事故的主要手段.针对目前定位方法存在的成本高、布线难等问题,提出一种基于特高频传感器的GIS局放监测装置与定位方法,通过在GIS本体和周围空间部署特高频传感器获取放电信号.利用特高频累积平均信号强度及特征相似度方法,排除空间放电信号的干扰,识别GIS内部局部放电信号.结合传感器与...     

基于声电联合定位法的开关柜局部放电定位分析

现有开关柜局部放电位置的确定常单独采用暂态地电压、超声波、特高频等方法,存在定位精度差、放电类型判断不准确等问题。为了提高局部放电的定位精度,介绍了一种基于声电联合定位的局部放电位置定位方法。此种方法利用特高频确定放电点的方位,利用超声波及特高频在空间中传播的时间差确定放电点的具体位置,具有定位精度高、操作便捷等特点,对于提高开关柜局放位置的定位精度具有一定的促进作用。     

不同工频电压下110 kV级XLPE电缆绝缘中电树枝生长情况与局放特征

通过实时观测110 kV电缆切片中电树枝老化过程,发现在不同电压等级下电树枝生长特性各异.将其生长特性与各阶段采集到的局部放电数据进行统计分析,发现一个工频周期内的最大放电量和放电次数与树枝生长有一定关系,9 kV时电树枝生长过程中有一段时间有局部放电熄灭现象,整个过程的最大放电量在电树枝生长的前期阶段;12 kV时电树枝生长过程中局部放电特征量存在一个衰减期,但最大的放电量在生长末期;18 kV时局放特征量都有平稳缓慢增长趋势.结果表明,通过局部放电某些特征量能较好地反映电树生长严重程度.     

降噪声屏障及其缩尺模型试验方法研究

根据声学相似理论,研究声屏障原型与其缩尺模型降噪特性试验的方法。对比分析了声屏障原型降噪效果和半消声室内缩尺模型降噪效果,为通过缩尺模型降噪特性试验预测声屏障原型降噪性能提供依据。     

GIS金属颗粒放电发展的试验研究

为了观察GIS内部绝缘子表面固定金属颗粒放电的发展过程,在252 kV GIS中设置绝缘子表面固定金属颗粒缺陷,采用长时间逐步升压法使放电起始、发展直至沿面闪络.在放电发展过程中采用脉冲电流法实时监测局部放电的脉冲,统计形成表面固定金属颗粒局部放电发展过程中不同阶段的N-φ谱图、Vmax-φ谱图以及Vave-φ谱图.实验结果表明:随着放电的发展,局部放电的谱图出现变化,产生一些相应的特征:在放电发展中期,N-φ谱图的负半波会呈现双峰结构,在相位250°附近会出现幅值较大、次数较多的放电,并在338°～353°相位区间内将出现放电,这些都是有别于局部放电初期阶段的重要特征.     

基于物理参数反演的木质颗粒声学特性研究

声学技术可用于非侵入式地测量木质颗粒的温度。为建立堆积生物质的声学测温模型,有必要对堆积生物质的声学特性进行研究。木质颗粒被视作刚性框架多孔介质,选择Johnson-Champoux-Allard（JCA）模型和Pàde近似模型作为木质颗粒的声学模型,利用阻抗管法测量木质颗粒（厚度100 mm）在频率范围为200 ~ 1 500 Hz的声波垂直入射时的声表面特性阻抗和吸声系数,使用Nelder-Mead算法和遗传算法对声表面特性阻抗和吸声系数的代价函数进行优化计算,确定模型中的物理参数。基于所建立的声学模型计算木质颗粒在不同频率和不同温度下的声速。结果表明,声波在木质颗粒之间的孔隙中的传播存在频散现象,室温23℃时,木质颗粒中的声速处于200 ~ 220 m/s范围内,此后随温度的增加,速度的变化梯度只有空气中声速随温度变化的一半,与已有研究的实验结果保持一致,验证了使用多孔介质声学理论建立堆积生物质测温模型的可行性。     

缺陷对电缆接头复合界面电场分布 影响的仿真分析

摘要： 利用COMSOL Multiphysics有限元仿真计算软件建立了三维模型,分析了界面粗糙度缺陷、界面划痕缺陷和界面湿度缺陷对电缆接头复合界面电场分布的影响。结果表明：界面粗糙颗粒、划痕和湿度都会使附近的区域局部电场强度发生畸变,进而改变电缆接头复合界面电场的分布,影响沿面放电的进程。该仿真分析为研究复合界面的沿面放电提供了相应的理论依据。     

发动机进气系统声学预测及流动分析

利用AVL_ BOOST软件对某空滤器声学特性进行了仿真计算.建立了一台4缸4冲程自然吸气汽油机模型,分别计算并比较了安装该空滤器前后发动机的进气噪声,提取了其2阶、4阶、6阶成分.针对不同转速、不同阶次成分的噪声值,设计赫姆霍兹谐振腔及1/4波长管,优化之后的发动机进气噪声得到明显的降低,消声效果尤为显著.利用Fluent软件仿真计算声学优化前后进气系统的流场分布,分析比较两者的流动特性与压降等,发现经声学优化后的进气系统亦能保证良好的进气性能.     

18650三元锂离子电池的放电热特性

通过某18650型NCM锂离子电池在恒温箱温度为40℃、25℃时的0.5 C、1 C、2 C放电倍率实验与0℃、-25℃时0.5 C倍率的放电实验,得到不同温度与放电倍率下电池的电压与温度曲线,并验证电化学-热耦合模型的可靠性,在25℃时模型精确度最高,电压误差为0.07 V,温度误差为0.8℃,-25℃时精确度最低,电压误差为0.6 V,温度误差为1.5℃.借助模型进行25℃时电池的电极产热分析,并模拟25℃温度条件下2 C放电时的温度场分布,放电结束时电池正负极极耳处温度最高,具体数值为34.8℃,与气流正对的电池表面的温度最低,数值为34℃,在气流后侧距电池中心50 mm处的模型边界处受电池产热与气流的影响温度上升4℃.     

基于光纤EFPI传感器的GIS局部放电研究

光纤（extrinsic fabry-perot interferometric,EFPI）传感器是基于Fabry-Perot光学干涉原理来检测局放超声信号的一种传感器,具有灵敏度高、抗电磁干扰等优点,广泛应用于电气设备局部放电的检测。该文提出了一种采用内置式光纤EFPI传感器来检测GIS中局放超声信号的方法,利用有限元法对GIS内部SF6中超声信号的传播特性进行了仿真和试验研究。发现当超声信号经过第一个隔板式盆式绝缘子后,衰减度已经达到近90%,当GIS内采用支撑式盆式绝缘子时,局放超声信号的衰减情况则接近于其在单纯SF6气体内传播时的衰减情况。通过光纤EFPI传感器在GIS中距离检测特性的研究,发现不同距离的传感器所测到的局放信号幅值衰减由快到慢,与仿真中的信号衰减规律接近。通过对比光纤EFPI传感器和压电传感器的检测效果,证实光纤EFPI传感器的灵敏度明显高于压电传感器。     

带电作业用绝缘遮蔽用具组合沿面放电试验研究

在配网带电作业中,为了提高绝缘防护面积,常将多个绝缘遮蔽用具组合使用,此时不同遮蔽用具之间的重叠部分就成为绝缘防护的薄弱区域。针对几种常用的绝缘遮蔽用具开展了组合使用时的沿面放电试验,采用球-棒电极模拟现场作业工况,并使用高速摄像机观察放电路径。结果表明,绝缘遮蔽用具的材料类型对其沿面绝缘性能影响较大,橡胶类和塑料类遮蔽用具的沿面绝缘性能接近,树脂类遮蔽用具的沿面绝缘性能较低;树脂绝缘毯在组合使用时,重叠部位贴合更加紧密;当重叠长度为15cm时,树脂绝缘毯重叠区域的沿面放电电压与橡胶毯接近;考虑10kV配网线路最大工频电压为24kV时,绝缘遮蔽用具组合使用时的重叠部位的长度不小于15cm。     

摩托车道路通过噪声声学模型及其应用

根据摩托车道路实验的测量要求,经过理论推导建立运动点声源衰减、反射的声学模型,通过建立的各种声学模型并结合摩托车静止时测量的一些数据对摩托车的道路通过噪声进行理论仿真,从而很快地识别出通过噪声各频段的主要贡献量.另外多普勒效应对通过噪声测量结果有一定的影响,车速越快、频率越高,多普勒效应越明显.