预防气体绝缘金属封闭开关设备故障的超高频局部放电在线实时监控系统在韩国的应用

超高频(UHF)局部放电在线监控系统可预防气体绝缘金属封闭开关设备(GIS)发生灾难性故障。文章对超高频局部放电实时监视系统的基本结构、局部放电试验情况进行了介绍,并给出了在韩国运行的2个应用案例。超高频局部放电实时监视系统的数据库储存有试验室条件下的各种超高频局部放电和现场实际运行中的故障信号,安装该监控系统后,非专家也可以判断出气体绝缘金属封闭开关设备的状态。     

GIS局部放电监测系统设计与实验研究

为研究利用超高频法进行GIS局部放电在线监测,研制了局部放电在线监测系统。系统由现场主机完成局部放电检波信号的实时采集与单次放电超高频信号采集,并提取放电信号的幅值和相位信息。远程主机实现放电分析的功能,通过在GIS模型设置不同放电源,进行在线监测实验。结果表明系统可以有效地检测GIS局部放电信号,并进行放电分析,可据此进行放电类型的识别,系统的软硬件设计方案切实可行。     

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。     

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。     

基于超高频检测技术研究GIS中的局部放电

根据气体绝缘的金属封闭式组合电器(GIS)的波导结构及局部放电脉冲所激发的电磁波的宽频带特征,建立了外部天线超高频局部放电检测系统。利用该系统对252kVGIS母线段中相同气压、不同电压超高频下固定微粒局部放电模型进行检测,并借助联合时频分析方法对信号进行处理。结果表明,外部天线超高频局部放电检测系统可以实现GIS局部放电检测,固定微粒局部放电频谱特征明显。     

基于UHF法的GIS局部放电测量与分析

超高频局部放电检测方法具有优越的抗干扰性能与较高的检测灵敏度,因此采用此种方式实现GIS局部放电的测量与分析,并设计了一种基于PCI-9812数据采集卡的局部放电检测装置,利用该检测装置对放电信号进行实时测量,对其软硬件设计进行了说明。为检验其效果构建了由实际产品部件组成的110kVGIS实验模型,设计了一种典型的局部放电模型,结果表明该装置能完成GIS局部放电的测量与分析,为基于超高频法的GIS局部放电在线监测更深入研究打下了基础。     

基于声电联合的便携式GIS局部放电检测系统

GIS设备内部出现绝缘缺陷时会在运行中产生局部放电.为了检测和分析GIS设备的绝缘状态和发展趋势,研发出运用超高频法和超声法实时检测GIS内部局部放电信号的系统.     

基于虚拟仪器的GIS局部放电声电联合检测系统

笔者设计了一套基于虚拟仪器的GIS局部放电声电联合检测系统,通过不同速率的数据采集模块对GIS局部放电过程中所产生的超高频、高频电流以及超声波信号进行多通道同步联合检测。系统基于LabVIEW虚拟仪器平台开发,可连续捕捉与采集存储局部放电脉冲波形信号、实时计算放电脉冲相位。利用采集的局放信号进行时频分析和模糊聚类实现了多源局放的有效分离和类型判断,同时基于多路局部放电超高频信号与超声波信号本身或两者之间的时差可实现局部放电源的定位。该系统已在多个220 kV及500 kV GIS变电站的局部放电现场检测中得以应用,检测结果验证了系统的性能。     

GIS局部放电的超高频检测

通过研制的内置传感器检测系统用超高频法检测了实验室 GIS模拟装置内局部放电。实验结果表明该检测系统可有效地避开常规电气测量方法中难以抑制的空间电晕及周期性脉冲干扰信号 ,同时选频段检测也是一种有效的避开超高频微波干扰信号的局部放电检测方法     

GIS局部放电信号超高频包络检波电路的研制

GIS局部放电超高频信号带宽高达数GHz,对其实施实时采样成本很高;其包络信号包含了放电的缺陷特征,采用检波电路提取其包络然后进行信号分析,可以大大降低对采样系统的要求。笔者在对高频检波二极管特性分析的基础上研制了适用于提取GIS局部放电信号包络的超高频包络检波电路,采用ADS软件对该电路进行的仿真显示其具有很好的宽带特性和较小的峰值误差,电路的实际测试验证了该检波电路在GIS局部放电的研究中获得了较好的包络提取效果。     

基于小波分解尺度系数能量最大原则的GIS局部放电超高频信号自适应小波去噪

抑制干扰是GIS局部放电在线监测的关键技术之一。尽管局部放电超高频检测方法能够有效避开低频干扰,但来自测量系统的白噪声仍然为准确测量局部放电带来困难。为有效抑制白噪声,提高局部放电超高频法的测量精度,本文提出一种用于GIS局部放电超高频信号的自适应小波分解去噪算法,该算法基于每层小波分解尺度系数能量最大的原则,逐层自适应选取最优的小波进行分解,并结合Donoho提出的软阈值法进行去噪。对人工绝缘缺陷产生的四种GIS超高频信号的去噪结果证明了该算法较其他小波算法能更好地去除白噪声且去噪后信号波形畸变较小,具有很好的应用前景。     

GIS中电磁波传播特性的仿真研究

为研究UHF信号在GIS中的传播特性,采用时域有限差分法进行了仿真建模和计算。GIS内部的局部放电会在腔体中激励超高频(UHF)电磁波信号,UHF法是通过对局部放电时产生的超高频电磁波信号进行检测,获得局部放电信号的有关信息以实现对设备的绝缘状态诊断和评估。UHF法抗干扰能力较强、灵敏度高。仿真结果表明,UHF信号在GIS内传播时呈现明显的时延特性,有利于局放源的定位;UHF信号的强弱和检测点与局放源的夹角Φ有关,Φ=0°和180°时信号的能量最大;局放脉冲越陡,在GIS腔体中激励的高次模波分量越大。     

基于超高频法的GIS局部放电在线监测研究现状及展望

文章综述了基于超高频(UHF)的气体绝缘组合开关设备(GIS)绝缘在线监测近年来所取得的进展，包括在UHF传感器、GIS中UHF电磁波的传播特性、局部放电源识别和定位等方面取得的研究成果，并指出了UHF在线监测系统及其应用中存在的问题，如检测频带的选择等。最后还对未来UHF局放监测的研究方向进行了展望，指出新型传感器及快捷方便的定位方法等依然是研究的重点。     

新型GIS局放超高频传感器抑制干扰的研究

利用一种新型的便携式超高频 (UHF)传感器对GIS局放在线监测可能遇到的干扰模型进行抗干扰试验 ,其中包括 :高压导体上的金属尖刺及接触不良、接地体之间的接触不良、沿面闪络及无线电通讯信号。利用UHF传感器对各个模型进行抗干扰实验 ,通过对放电的常规信号和UHF信号的比较表明 :新研制的UHF传感器可抑制空气中高压导体上的金属尖刺的电晕和沿面闪络的干扰 ,无法抑制无线通讯信号和空气中高压端悬浮电位产生的干扰 ,可通过相位信息给予解决。     

高压开关柜局部放电UHF在线监测系统的研究

为了提高高压开关柜运行的安全性,笔者在介绍超高频法局部放电在线监测系统的基础上,设计制作了4种典型放电模型,并应用此在线监测系统对高压开关柜进行了局部放电试验研究,获取了大量放电谱图和放电脉冲波形,并对放电的相位特征进行了分析。结果表明:该系统具有抗干扰能力强、工作稳定性好等优点,满足高压开关柜局部放电在线监测的要求。     

GIS局放在线监测用高频宽带信号调理电路

根据气体绝缘变电站(GIS)高频宽带局部放电在线监测的需要,运用射频电路的设计理论,研究开发了一 种适用于GIS局部放电在线监测的高频带宽信号调理电路。该电路在1～150MHz带宽范围内可实现GIS局放 信号的高频宽带多路输入测量及信号调理并已成功应用在一GIS现场高频宽带局放在线监测系统中。     

运行GIS设备的局部放电检测技术及其应用

超高频局部放电测量技术(UHF法)可有效检测运行GIS设备局部放电信号,及时发现GIS设备内部存在的绝缘缺陷。UHF法弥补了GIS设备缺乏有效试验手段的不足,可作为现行高压电气设备预防性试验方法的补充,有助于GIS设备的运行维护。本文采用自行研制测量装置成功地捕获到运行GIS设备产生的超高频局部放电信号,为推广应用UHF法积累了经验。     

气体绝缘开关设备局部放电特高频在线监测技术及应用

分析了各种气体绝缘开关(gas insulated switchgear,GIS)局部放电检测方法,认为特高频(ultra high frequency,UHF)法抗干扰能力较强,检测效率较高,可实现在线监测、故障模式识别及定位。以一起UHF在线监测系统发现的GIS设备缺陷为例,分析并总结运行经验。运行经验表明,对连续性的局部放电信号要重点关注,应监测24 h局部放电的发展情况,必要时利用便携式设备进行复测,排除现场干扰,确定故障位置,进行解体处理。通过安装GIS设备局部放电UHF在线监测系统,可发现GIS设备隐患,有效保证电力系统的安全稳定运行。     

基于超高频法的GIS局部放电在线监测系统的应用

阐述了基于超高频法的GIS局部放电检测系统在抗干扰、局放信号识别等方面的优越性能。以南方电网下属某110kV变电站GIS局部放电监测系统的安装为例,介绍了这个系统的现场安装调试的具体细节,并提出基于超高频法的GIS局放在线检测是实现数字变电站的基础。     

超高频法在发电机局部放电检测中的应用

设计了一套基于超高频 (UHF)法的发电机定子局放检测系统 ,实验室研究结果表明该方法可检测到发电机定子各类局部放电 ,分析和比较了超高频信号在空气和金属导体中的传播规律。该系统与预先安装在某发电厂0 #机组上的方向传感器和中性点的电流传感器相结合 ,联合在线监测发电机的结果表明UHF法可准确检测到发电机中的局部放电信号 ,且信噪比极高