基于数字孪生的GIS外部局部放电干扰识别

在实际的变电站复杂环境中,除了来自环境噪声的影响外,气体绝缘金属封闭开关设备(gas insulated switchgear, GIS)在线监测系统还会受到外部局部放电信号的干扰。针对目前GIS局部放电在线监测系统无法识别外部局部放电信号的缺陷,结合数字孪生技术的优势,开展GIS外部局部放电干扰识别研究,提出一种基于数字孪生的GIS外部局部放电干扰识别机制,建立GIS数字孪生整体模型和信号衰减部件模型,分析特高频信号衰减速率。根据衰减速率对比,完成外部局部放电信号识别,并通过仿真实验验证该算法的有效性。     

基于栈式降噪自编码器的GIS绝缘缺陷识别研究

气体绝缘开关柜(GIS)作为电力系统中重要的设备之一,其可靠性与电网的安全稳定运行密切相关.考虑到传统方法多是依靠经验人为地进行缺陷识别,不能准确地提取局部放电信号的特征并进行分类,提出了一种基于栈式降噪自编码网络的局部放电信号特征提取方法.通过网络自适应的方法提取局部放电相位分布谱图内在的特征向量,并以此表征不同放电类型对网络进行训练及测试,实现对GIS缺陷的分类识别.结果 表明,可以有效地提取放电信号的特征,并准确地识别GIS缺陷类别.     

典型GIS局部放电超声波信号特征研究

利用超声波法对4种GIS中的典型局部放电进行实验研究,包括GIS内金属颗粒群、高电位接触不良、地电位接触不良和高压尖刺.首先建立GIS局部放电模拟测试平台,其中包括局部放电模拟系统、超声波测量系统和常规脉冲电流法测量系统.然后在此平台基础上,得到不同类型局部放电超声波信号的发生发展规律,给出信号的统计谱图,包括N-ф谱图(放电次数与放电相位关系谱图)和Umax-ф谱图(放电幅值与放电相位关系谱图).实验结果表明,低频超声波传感器可以监测到这4种局部放电信号,信号统计谱图可以显示出故障模型的不同特征.     

基于抗干扰性分析的UHF与HFCT传感器集约化应用

针对脉冲电流法或特高频法在单一应用于GIS局部放电监测时的局限性,研发、应用了基于多传感器的集成监测系统。根据GIS及电缆终端产生局部放电信号的不同传播特性,采用特高频传感器感应内部空间传播的电磁波信号,采用脉冲电流传感器耦合接地线上的高频放电电流信号。基于不同方法的抗干扰性,分析实时采集的局部放电指纹,提取、比对电磁波及脉冲波形信号,以过滤外部干扰,区分放电信号类型。应用效果分析表明,监测系统能够提高GIS及电缆局部放电识别与定位的准确性。     

基于关联性分析的GIS设备隐患特征挖掘研究

随着GIS设备（气体绝缘开关）在电力系统中普及,GIS设备放电故障也愈加频繁发生。本文提出一种新的GIS设备隐患特征挖掘方法,对GIS局部放电、SF6相关特征采用关联性分析,进而建立设备的隐患识别模型。首先,根据GIS设备的放电信号谱图,统计出GIS设备局部放电的最大放电量、平均放电量、放电次数、放电相位。然后,对GIS设备的数据特征进行相关性分析,提取GIS设备异常特征,建立基于关联性分析的GIS设备隐患特征挖掘方法。最后,以某发电厂的GIS设备实验数据为例,通过计算验证该定位模型的有效性。结果表明,该方法能够提高隐患定位的准确性。     

采用神经网络与分形理论的电力设备局部放电模式识别研究

根据小波理论,建立了表征局部放电(PD)脉冲信号的三维时频谱图;综合反映了局放脉冲信号的3个基本特征:时间分量、频率分量和放电能量的分布。提取放电特征,并构成识别特征量,采用反向传播算法(BP)神经网络用于局部放电信号类型的模式识别。实验结果表明,本方法可以有效的区分局部放电的类型。     

特高频法和氦离子气相色谱法在GIS局部放电中的应用

针对特高频检测技术和氦离子气相色谱法在GIS局部放电中的应用进行研究,通过分析特高频法检测到局部放电信号的PRPS及PRPD图谱,初步判断局部放电类型。结合高速示波器,分析不同位置传感器接收信号的时差,实现对局部放电源的定位及现场干扰源的排除。初步判断缺陷位置后,结合氦离子气相色谱法分析GIS内SF6气体组分,在缺陷气室检测到多碳氟化物组分,考虑由局部放电产生,排除空穴放电可能性。最后通过停电解体验证,检测到局部放电信号的气室存在由金属颗粒引起的沿面放电缺陷。     

油浸式变压器内多源局部放电谱图类型识别方法研究

电力变压器内的局部放电现象既是造成绝缘劣化的主要诱因，也是表征绝缘状况的特征量，准确识别局部放电的类型对于变压器绝缘状况诊断具有重要意义。本文提出一种基于Faster-RCNN算法的多源局放谱图类型识别方法，可以从多源谱图中检测到不同类别的局部放电信息簇。结果表明：将该算法运用到35 kV变压器测试获得的局放谱图中，多源放电的平均识别准确率达到72.1%，其中气隙缺陷放电点数量密集，谱图特征也较为明显，其漏检率和错检率相较于其他缺陷较低，具有较好的可分辨性。尖端缺陷由于间断性放电的特点和起始放电电压较高，导致漏检率较高。     

基于BP人工神经网络的XLPE电力电缆局部放电的模式识别

根据电力电缆常见局部放电类型,提出了以局部放电信号三维谱图、放电次数及正负半波统计算子为特征量的XLPE电力电缆局部放电的BP人工神经网络模式识别方法,将该方法应用于模拟试验设计的5种典型局部放电模型,识别结果表明,该方法是可行的,识别效果较好,具有实际应用价值。     

基于三相幅值相位关系分析的交叉互联电缆局部放电宽频检测和分析

电力电缆是电力系统中重要的输电设备之一。为减小屏蔽层损耗和降低电缆末端的电压升高,长距离三相输电电缆通常采用交叉互联接地方式。所以,现场检测交叉互联电缆的局部放电时,即会受到外界电磁干扰信号的影响,又会受到三相电缆之间的串扰信号的影响,导致检测结果难以分析判断。为提高现场交叉电缆系统局部放电的有效检测和准确分析,文中采用宽频带检测传感器现场检测了交叉互联电缆局部放电信号,基于放电脉冲波形图、放电PRPD谱图和3PARD谱图,通过分离分类的方法对现场检测结果进行了识别分析。研究结果表明,利用宽频带传感器可获得更多的局部放电信息,有效抑制外界干扰信号;三相幅值相位分析法可有效区分不同相的局部放电信号,排除三相放电信号串扰的影响,从而实现对放电源的识别。     

基于模极大值小波域的局部放电信号重构算法

局部放电信号是奇异信号，利用模极大值原理，可以对局部放电信号去噪，然而，对于单个的局部放电脉冲信号，如何由保留下来的少数模极大值点重构局部放电信号是一个重要课题。为此，该文提出一种基于模极大值小波域的局部放电信号重构算法，该算法先根据模极大值小波域的定义求出局部放电信号的模极大值小波域，从而得到局部放电信号的小波系数，然后逆变换得到局部放电信号，实例分析表明，该算法程序简单，易实现，速度快，能满足局部放电在线监测的需要。     

外部传感器GIS局部放电超高频检测的研究

根据GIS局部放电脉冲所激发的电磁波传播特性的宽频带特征,设计出一种新型超宽带天线局部放电检测系统,利用该系统检测252 kV GIS母线段中不同气压下固定微粒局部放电模型的实验结果表明外部传感器超高频局部放电检测系统可在线检测GIS局部放电。     

用超高频诊断GIS中固定金属微粒导致的局部放电

模拟了GIS中3种固定金属微粒导致的局部放电。用笔者设计的超高频局部放电检测系统分别对其进行了测量,并提取了局部放电信号高频窄带的谱图特征,建立了3种故障的指纹库。     

GIS局部放电带电测试技术研究

论述了GIS局部放电带电测试的意义、技术要求及测试方法,选择UHF电磁波信号传感法作为研究对象,通过建立GIS试验模型和设置人工局部放电源,研究不同类型局部放电信号特征,确定UHF传感器的技术参数和结构,建立局部放电定位和诊断方法。     

基于时频分析与分形理论的GIS局部放电模式识别特征提取方法

识别局部放电(PD)的缺陷类型是评估电气设备绝缘状况的一项重要指标,通过特高频传感器(UHF)可获取局部放电信号.然而,传统的基于统计参数的信号特征提取方法存在高维数和无效信息过多的缺点,该文提出了一种基于时频分析和分形理论的气体绝缘组合电气(GIS)局部放电模式识别特征提取方法.首先利用小波变换对局部放电信号获取能量...     

基于组合滤波器组的变压器局部放电信号识别

文中提出了一种基于组合滤波器组实现变压器局部放电信号识别的算法。首先对变压器局部放电信号进行数学建模和噪声分析,设计出对应的抑制噪声滤波器组合信号检测滤波器组,通过将局部放电信号去噪。非线性放大,以及电压抬升特征提取,最终结合阈值比较滤波器,实现对于局部放电信号的定位。所述算法可实时高效,对于仿真数据和实际数据均表现良好。     

GIS中电磁波传播特性的试验研究

GIS内部的局部放电会在腔体中激励超高频（UHF）电磁波信号,局部放电信号可通过超高频传感器进行检测。为研究UHF信号在GIS中的传播特性,在GIS内设置了导体尖端和悬浮电位放电模型,内置式传感器的信号与用示波器在盆式绝缘子浇注孔测试到的UHF信号进行比较。试验结果表明,UHF信号在GIS内有一定的衰减,外置式传感器测得的信号比内置式的衰减大。     

基于FDTD的GIS局部放电UHF信号传播特性仿真研究

为研究GIS内部局部放电传播特性,通过外置式UHF传感器接收从绝缘子金属法兰浇注孔表面发射出的电磁波信号,并利用有限时域差分法(FDTD),借助XFDTD仿真软件建模一段GIS腔体,对其内部局部放电信号的传播特性进行分析。结果表明:从金属法兰浇注孔发射出的超高频局部放电信号沿GIS腔体轴线方向的电场分量最大;浇注孔长边中线处电场强度的模值大于两侧模值,且两侧对称分布;金属法兰表面局部放电信号短边侧磁场强度模值大于长边中线磁场强度。     

基于超高频窄带法的GIS局部放电的研究

为了提高GIS运行的可靠性,笔者简要说明了超高频法检测GIS局部放电的原理,并在实验室以一段220 kV电压等级的GIS母线为试验对象,设计和模拟了GIS中典型的4种局部放电模型,并使用自主研发的超高频窄带检测系统对其局部放电信号进行检测。试验结果表明,该超高频窄带系统能有效测量GIS局部放电信号,同时获得了不同类型缺陷所产生的超高频信号及其对应的特征,为今后GIS局部放电模式识别提供了数值依据。     

一种基于DSP的GIS局部放电检测仪的实现

实现了一种基于DSP的GIS局部放电检测仪。采用宽频带的压电薄膜声电传感器将局部放电产生的声信号或超声信号转化为电信号,通过DSP片内高速AD对来自超声传感器的信号进行采样,并对是否抓取到放电信号进行初步智能判断。确认有局部放电发生后,依次显示被抓取的放电信号的波形、幅度和频率。在用户现场测试的结果表明,通过比较多台检测仪的检测结果,可以将局部放电位置定位于GIS设备的两个绝缘环之间。