污秽绝缘子交流试验泄漏电流分离研究

分析污秽绝缘子耐受和闪络试验过程中泄漏电流的成分后结合数字滤波的特点和泄漏电流成分的特性,论证了数字滤波法分离脉冲电流的不合理性。在此基础上,提出了基于非滤波方式实现泄漏电流工频和脉冲分量分离的方法。脉冲和放电量统计表明本文方法更符合实际,研究污秽闪络机理更有效。     

基于泄漏电流基波阻性分量的绝缘子污秽度表示方法的研究

绝缘子污秽状态判断对电网安全工作意义重大。基于污秽绝缘子串等效电路的理论分析,建立了绝缘子串泄漏电流试验回路,对洁净及不同污秽情况下的绝缘子串泄漏电流进行了测量,并利用FFT变换分析绝缘子泄漏电流频谱,提取了泄漏电流基波阻性分量,研究了泄漏电流基波阻性分量同污秽度及相对湿度间的关系。结果表明,污秽干燥情况下,绝缘子泄漏电流较小且主要为容性电流;与洁净时相比,绝缘子串染污时总的泄漏电流及其基波分量的变化并不明显,而泄漏电流基波阻性分量同污秽盐密及相对湿度呈非线性关系,低湿度情况下变化更显著,可以通过泄漏电流基波阻性分量来表示绝缘子的污秽程度,这比利用总泄漏电流进行判断更有效;高湿度情况下泄漏电流基波阻性分量法已不适合判断绝缘子污秽度。且该方法无需对绝缘子串安装集流环,保证了系统安全性。     

绝缘子泄漏电流去噪研究

为了去除绝缘子泄漏电流中的噪声,提出了傅里叶变换和小波变换相结合的去噪方法。解决了采用该方法去噪时涉及的关键问题,包括周期分量的选择、母小波的选择、小波分解层数的确定、小波阈值的选择。根据对泄漏电流中各成分的频谱分析,给出了提取周期分量的阈值;根据提取泄漏电流突变值的效果,确定了最佳母小波;根据提取周期分量后剩下成分的频率分布,提出了小波分解层数的计算公式;根据绝缘子泄漏电流波形的多样性,给出了不同情况下的阈值选择。以现场绝缘子泄漏电流和高压试验数据为处理对象,采用所提的方法进行了去噪。去噪结果表明,所提方法既能平滑泄漏电流,又能有效保留特征数据,具有重要的实用价值。     

绝缘子泄漏电流去噪研究

为了去除绝缘子泄漏电流中的噪声,提出了傅里叶变换和小波变换相结合的去噪方法。解决了采用该方法去噪时涉及的关键问题,包括周期分量的选择、母小波的选择、小波分解层数的确定、小波阈值的选择。根据对泄漏电流中各成分的频谱分析,给出了提取周期分量的阈值;根据提取泄漏电流突变值的效果,确定了最佳母小波;根据提取周期分量后剩下成分的频率分布,提出了小波分解层数的计算公式;根据绝缘子泄漏电流波形的多样性,给出了不同情况下的阈值选择。以现场绝缘子泄漏电流和高压试验数据为处理对象,采用所提的方法进行了去噪。去噪结果表明,所提方法既能平滑泄漏电流,又能有效保留特征数据,具有重要的实用价值。     

基于FFT和ITD的绝缘子泄漏电流去噪

采用快速傅里叶变换（FFT）实现泄漏电流中周期分量和非周期分量的分离,给出了分离2种分量时的阈值。采用改进的固有时间尺度分解（ITD）方法实现非周期分量的去噪,给出了采用ITD去噪时的阈值。引入两端延拓解决了ITD的端点效应问题,提高了采用ITD分析的准确性。以高压试验中采集到的绝缘子泄漏电流为处理对象,采用所提方法对其进行了去噪。结果表明：所提的方法既能平滑信号,又能有效保留特征数据。     

存在脉冲噪声情况下的介损角算法

脉冲干扰是影响介损角测量精确度的重要因素之一,对含有脉冲噪声的电压和泄漏电流信号必须使用滤波方法进行抑制。采用53H算法抑制采样所得电压和电流信号中的脉冲噪声。对滤波前后的信号分别使用了相关函数法、高阶正弦拟合法、加汉宁窗插值算法、谱泄漏对消算法、改进基波相位分离法和改进修正理想采样频率法计算介损角,发现各种算法对滤波后信号的计算结果均要比滤波前信号使用对应算法具有更高的精确度;无论是对滤波前信号还是滤波后信号改进基波相位分离法和改进修正理想采样频率法均具有更高的精确度。同时分析了53H算法的相关参数对算法精确度的影响。对信号使用53H算法滤波后,使用改进基波相位分离法和改进修正理想采样频率法能有效提高在脉冲情况下介损角测量的精确度。     

结合中值滤波的介损数字化算法

针对介损测量用的电压和泄漏电流信号存在脉冲干扰影响介损测量准确性的问题,提出了使用中值滤波算法对信号进行滤波,然后对滤波后信号使用数字化算法计算介损的算法。针对普通中值滤波算法使信号长度减少的情况,提出了一种不改变滤波后信号长度的中值滤波算法。对含脉冲噪声信号的滤波和滤波后信号的计算结果表明,提出的算法能有效抑制信号中的脉冲噪声,滤波后信号计算所得介损的精确度均要高于滤波前。同时,使用改进中值滤波算法避免了因为信号长度变短给介损测量造成误差的可能性。     

基于离散正弦滤波的智能电器瞬动保护算法的研究

智能电器要求在出现大短路电流情况下尽快起动瞬动保护清除故障,但目前瞬动保护算法难以保证在各种短路情况下都能快速清除故障。文中对这一问题进行了研究,提出了基于离散正弦滤波(DSF)的瞬动保护算法,该算法先用长度较短的离散正弦滤波器对短路电流信号进行滤波,有效滤除了故障信号中的非周期分量和高频分量,然后用快速幅值算法计算短路电流大小。算法的实现简洁快速,兼顾瞬动保护的快速性和可靠性。不但有效地保护了线路和设备,而且能缩短短路引起的电压暂降的持续时间,提高配电系统的供电质量。     

基于离散正弦滤波的智能电器瞬动保护算法的研究

智能电器要求在出现大短路电流情况下尽快起动瞬动保护清除故障,但目前瞬动保护算法难以保证在各种短路情况下部能快速清除故障.文中对这一问题进行了研究,提出了基于离散正弦滤波(DSF)的瞬动保护算法,该算法先用长度较短的离散正弦滤波器对短路电流信号进行滤波,有效滤除了故障信号中的非周期分量和高频分量,然后用快速幅值算法计算短路电流大小.算法的实现简洁快速,兼顾瞬动保护的快速性和可靠性.不但有效地保护了线路和设备,而且能缩短短路引起的电压暂降的持续时间,提高配电系统的供电质量.     

能滤除衰减直流分量的全波傅氏算法研究

全波傅氏算法是在周期信号基础上推导出来的,当采样信号中含有衰减直流分量时,就会产生误差。提出一种改进算法,通过两次全波傅氏变换,就能在未知衰减时间常数的情况下对衰减直流分量进行补偿。该算法简单,数据窗短,精度高,能满足实时性要求,具有较高的工程实用价值。     

基于正交分解的MOA泄漏电流有功分量提取算法

监测金属氧化物避雷器(MOA)泄漏电流的根本目的在于监测MOA因老化、受潮等原因引起的有功功耗的增加和发热等状况.本文应用功率理论对MOA泄漏电流的阻性分量进行了分析,指出当电网电压存在谐波时,泄漏电流中只有与电压同形同相仅幅值相差一个比例系数的分量消耗有功功率.然后根据Fryze的经典功率理论,将泄漏电流正交分解为有功分量与无功分量.利用两者在欧氏函数空间的正交特性,提出了一种提取有功电流分量的新算法,并推导出了该算法的数字化简化公式.最后应用五次多项式拟合方法建立了正常与老化状态下MOA的数学模型,通过仿真算例验证了该算法的正确性与有效性.该算法物理意义明确,从根本上克服了电网电压谐波的影响,可用于MOA的带电检测和在线监测.     

基于数学形态学的绝缘子在线监测

为提高染污绝缘子污秽程度预测的准确性,引入了数学形态学对绝缘子泄漏电流信号进行降噪处理。通过选用不同形状的形态学结构元素进行仿真实验,确定了半圆形和线形结构元素更适宜于对绝缘子泄漏电流信号进行噪声抑制。构建了广义多结构元素串行复合形态滤波器。用该滤波器对模拟泄漏电流信号和人工污秽实验室中的泄漏电流信号进行滤波处理。结果表明:该滤波器可滤除多种噪声干扰,在实际工程中易实现。应用该理论设计的基于MSP430单片机的绝缘子泄漏电流在线监测系统,可进一步提高对绝缘子污秽程度的预测效果。     

考虑衰减直流分量的动态相量强跟踪测量算法

故障电流信号的频率变化以及包含的衰减直流分量会严重影响基于傅里叶变换的相量测量算法的精度和动态响应速度。文中提出了一种利用强跟踪滤波器滤除衰减直流分量的动态相量测量算法。首先,将衰减直流分量用其二阶泰勒展开多项式来表示,在状态变量中添加衰减直流分量及其一阶导数和二阶导数,建立含有基波角频率、幅值等参数和衰减直流分量参数的故障电流的非线性状态空间模型,减小信号估计的模型误差。其次,为了提高扩展卡尔曼滤波器在系统达到稳定时对系统参数突变的跟踪能力,利用强跟踪滤波器递推估计各状态变量。所提方法能够有效抑制衰减直流分量对相量测量精度的影响,对时变故障电流信号具有良好的动态响应能力。采用所提算法对加噪声的数值信号以及ATP-EMTP故障仿真信号进行相量测量,结果验证了算法的正确性与有效性。     

数学形态学在绝缘子泄漏电流在线监测中的应用

为了提高染污绝缘子污秽程度预测的准确性,分析了常用的几种泄漏电流去噪方法所存在的缺陷,引入了数学形态学算法,对绝缘子运行过程中安全区和预报区的泄漏电流进行了降噪处理,确定了相应的形态学结构元素,构造了新型广义多结构元素串行复合形态滤波器。实验表明：该滤波器较好地改善了泄漏电流信号的波形,易于在实际工程中实现,可进一步提高对绝缘子污秽程度预测的准确性。     

基于二阶广义积分器的改进型ip-iq谐波检测算法*

针对电网直流分量和高次谐波对谐波电流检测精度的影响,提出了一种基于二阶广义积分器的改进型ip-iq谐波检测算法。该算法在传统ip-iq法的结构上加入了改进型SOGI滤波环节,有效滤除了输入信号中的直流分量同时还抑制了高次谐波,改进型SOGI的锁相环在电网电压含高次谐波和直流分量的情况下能提供稳定的电网电压频率,从而能够更准确检测出谐波电流。仿真算例对比分析了传统ip-iq法和基于一般SOGI的ip-iq法,验证了文中提出的谐波检测方法在电网含直流分量和高次谐波时的有效性和可靠性。     

基于远程耦合法的绝缘子泄漏电流监测及局部放电识别

电缆终端绝缘子的实时状态监测可以有效保证电力电缆线路的安全运行。为了解决电缆终端绝缘子泄漏电流监测和放电识别的问题,本文提出了一种远程探测泄漏电流并且识别局部放电状态的方法。这种方法基于远程耦合磁场来探测泄漏电流,首先在实验室中测试典型临近干扰对电力电缆绝缘子监测的影响,并讨论了检测系统的鲁棒特性。试验是为了获取和分析五支不同清洁绝缘子(陶瓷、玻璃和硅橡胶三种材料制作)在盐雾条件下的泄漏电流,其中盐雾等级为10 g/L和40 g/L,电压等级为50%~300%的标称电压。本文还测试了通过清洁雾进行现场染污的绝缘子,为了证明检测系统和方法的有效性,在所有检测试验中都直接检测泄漏电流的数值。将直接检测得到的泄漏电流分为三类:正弦型泄漏电流、非正弦泄漏电流和放电。同时基于峰态分析远程感应得到的泄漏电流也可以分为三类。本文讨论了利用远程感应的泄漏电流峰态进行绝缘子放电识别的有效性,并证明了在典型干扰效应下检测系统是鲁棒的。     

复合绝缘子表面湿润特性建模分析

研究复合绝缘子在雾中的湿润特性有利于分析污闪机理,根据污闪试验中泄漏电流工频分量幅值的变化,利用一次分段曲线简化和替代原有数据,总结了描述复合绝缘子湿润过程的数学模型并针对两种初始憎水性状态对比研究了不同温度情况下的湿润特性。结果发现:低温雾中复合绝缘子的湿润模型是由湿润、过渡、烘干等过程重复组成,而室温下雾的强冷凝作用导致表面持续湿润并放电,湿润或烘干过程并不明显,使得湿润模型可仅存在过渡过程;此外,憎水性有效地抑制了泄漏电流工频分量的幅值,即有效地减轻了污层的湿润程度并延缓了达到第一次饱和湿润的时间,最终使得耐受电压(耐受时间)要高于(长于)丧失憎水性的情况。