基于无人机的绝缘子带电零值检测技术

为提高输电线路零值绝缘子的检测效率,利用无人机装载电场探测装置可实现免登塔带电检测。文中首先建立220kV瓷绝缘子串1∶1仿真模型,通过Comsol有限元数值仿真,分析研究串型、路径抖动、无人机及电场探头对绝缘子串空间电场分布的影响;继而建立零值绝缘子识别方法及其后台检测系统;最后进行实验室及现场实测。研究结果表明：双联绝缘子串同时存在零值绝缘子时,其空间电场分布互不影响;无人机飞行过程中直线检测路径的偏移距离应小于50mm;绝缘子串的空间电场分布不受无人机及电场探头影响。利用文中所提的零值绝缘子检测方法,通过无人机搭载电场探测装置,可实现零值绝缘子的现场检测。     

基于奇异谱熵和支持向量机的变压器绕组松动识别及定位

绕组压紧状态影响着变压器的机械性能和绝缘性能。为此,提出一种基于奇异谱熵和支持向量机的变压器绕组松动诊断及定位方法。首先进行110 kV变压器绕组松动实验并测取不同绕组状态下的振动信号,对信号进行时间序列重构,通过奇异值分解提取重构空间的最优特征序列,结合信息熵得出绕组松动的特征量——奇异谱熵,并作为诊断模型的输入,利用粒子群算法对多分类支持向量机进行参数优化。并将其测试结果与BP和PNN神经网络的诊断效果进行对比。实验结果证明,该方法能有效地判断绕组是否发生松动并正确识别绕组松动相,验证了上述方法的可行性和准确性。     

零值绝缘子对超高压500kV绝缘子串电场分布影响研究

作为超高压输电线路的关键部件绝缘子长期运行后其绝缘性能下降,容易产生零值绝缘子,严重时会造成经济损失。因此,利用有限元方法研究不同位置和数量的零值绝缘子对超高压500 kV绝缘子串电场分布的影响。结果表明:存在零值绝缘子以及零值绝缘子的位置和数量均会对绝缘子串的电场分布产生一定的影响,高低压端存在零值绝缘子对绝缘子串电场影响最大。且当监测路径不同时,零值绝缘子对于绝缘子电场分布的影响会存在变化。零值绝缘子数量会对电场值影响程度有所改变。最后试验与理论结果对比显示,理论值与试验值在可接受范围之内存在一定的误差。     

基于S变换与奇异值分解的有载分接开关机械故障识别

为了及时准确地获得有载分接开关(on-load tap-changer,OLTC)的状态信息,将S变换和奇异值分解(singular value decomposition,SVD)引入OLTC的机械故障识别。通过S变换获得振动信号的模时频矩阵(module time-frequency matrixes,MTFM);对MTFM进行SVD,得到原始矩阵的左右奇异向量组和奇异值;针对前3阶奇异值,提取对应左右奇异向量的重心,得到不同振动模式的时域重心和频域重心;基于奇异值、左右奇异向量重心构成一个9维的特征向量,利用最小二乘支持向量机(least squares support vector machines,LS-SVM)实现OLTC故障的识别。测试结果表明所提出的方法简洁高效,并且能得到较高的OLTC故障识别准确率。     

换流变用有载分接开关振动信号预处理方法研究

为提高换流变用有载分接开关(OLTC)状态诊断的准确性,开展换流变用OLTC振动信号预处理方法研究。通过对OLTC工作原理和现场噪声的分析,提出基于维纳滤波器的OLTC振动信号降噪方法和基于Teager能量算子-双门限法的OLTC振动信号阶段划分方法。在降噪方面,通过驱动电机电流信号划分噪声段和带噪信号段,基于噪声和带噪信号的频谱特征构建维纳滤波器,通过与降噪前的振动信号以及与其他降噪方法的比较,验证了该方法的有效性。在阶段划分方面,通过Teager能量算子放大振动脉冲与低频噪声的差异,通过对比观察法与所提方法在端点提取时存在的误差,验证了所提方法的有效性。文中提出的振动信号预处理方法,可为OLTC状态诊断提供高信噪比的振动信号和振动阶段信息。     

全光纤电流互感器电子单元改进设计研究

基于某换流站系统调试期间全光纤电流互感器电子单元直流电源单路空开试验出现的异常现象,通过多次试验分析发现故障原因在于电子单元的双电源失电告警扩展继电器,其复电瞬间产生高电压尖脉冲,电磁干扰影响光电流数据,产生测量故障和数据无效严重告警,最后提出双电源失电告警扩展继电器采用具有抗干扰能力的固态继电器替换传统电磁式继电器的改进设计方案,并通过定性分析、定量计算和试验验证了改进的方案可行,改进设计方案有效避免了单电源短时失电后复电引起特高压直流全光纤电流互感器数据测量故障导致保护动作闭锁直流。     

超高压V型绝缘子串含零值绝缘子的空间电场畸变特性研究

作为500 kV超高压输电线路重要组成部分的V型绝缘子串长期运行后其绝缘性能下降,易产生零值绝缘子;非接触零值绝缘子的检测需要准确的含零值绝缘子电场特性作为理论依据。因此,本研究建立了500 kV超高压V型绝缘子串含零值绝缘子空间电场仿真计算模型,研究了不同电场监测路径下的电场监测波形特征及畸变特性。研究结果表明：高压端、中部、低压端零值绝缘子的存在均会使电场波形发生较为明显的畸变。对于合成电场和电场纵向分量,当存在零值绝缘子时,零值绝缘子附近将会出现向下畸变的波峰(电场值的突降);对于电场横向分量,则反之。含零值绝缘子时的电场幅值畸变量与幅值畸变比随着零值绝缘子位置的改变而变化。从计算结果可以看出,电场幅幅值畸变比最小值可达18.11%,表明从电场的畸变特性入手可实现超高压V型绝缘子串零值绝缘子的定位。最后,非接触式现场检测实验表明,本研究仿真结果与真实电场波形情况高度一致,本研究所提出的基于电场畸变特性的方法可以有效的识别零值绝缘子位置。     

银掺杂氧化锌基乙炔气体传感器的 检测特性研究

乙炔(C_2H_2)气体是运行电力变压器油中溶解的主要故障特征气体之一,能有效反映变压器的放电故障;气体检测传感器及其检测特性是实现故障气体在线分析的关键。提出一种金属银(Ag)掺杂氧化锌(ZnO)基的纳米传感器,基于实验室微量气体平台研究其对C_2H_2气体的检测特性及气敏机理。结果表明:由于Ag掺杂以后为ZnO表面引入了杂质能级,掺杂后的ZnO纳米传感器表现出比未掺杂更高的灵敏度和更快的响应特性,并保持良好的线性度和稳定性。该结果为高性能ZnO基C_2H_2气体传感器的研究提供了新思路。     

多种分层纳米氧化锌传感器C2H2检测特性研究

乙炔(C2H2)气体是运行电力变压器油中溶解的主要故障特征气体之一,能有效反映变压器的放电故障。气体传感器是在线监测油中溶解气体的核心。提出一种不同形貌结构的分层氧化锌(Zn O)纳米传感器,基于实验室平台研究其对变压器油中溶解气体C2H2的检测特性及气敏机理。结果表明:由于比表面积的提高,花状Zn O纳米传感器比棒状和颗粒状Zn O纳米传感器表现出更高的灵敏度和更快的响应特性,并保持良好的线性度和稳定性。该结果为高性能C2H2Zn O传感器的研究提供了的新思路。