基于接收信号强度和圆形特高频无线传感阵列的局部放电测向方法

针对敞开式变电站空间局部放电的监测与定位已有一定的研究,但现有的特高频局部放电空间定位技术主要是基于电磁波到达的时间差,而该方法要求非常高的时间同步精度和采样速率,因此一定程度上限制了其使用及推广。为此,提出了一种基于接收信号强度的局部放电测向方法,该方法将多个特高频无线传感器组成圆形阵列,根据每个单极型传感器对不同方向上局部放电信号的接收强度存在差别这一特性对局放源进行空间定向,并利用插值、聚类等方法提高定向精度,然后采用BP神经网络进行误差校正。实验室测试结果表明:所提出的方法定向误差在9°以内,相较于基于电磁波到达时间差的系统,所提方法的成本降低了一个数量级,且使用更加便捷。论文研究可为局部放电信号的监测提供一定的参考。     

特高频信号RSSI统计分析下的变电站空间局部放电定位技术

各类状态监测传感器的物联网化、智能化是目前电力设备状态状态评估技术的发展趋势之一。传统的敞开式变电站设备空间局部放电定位技术主要基于时差法,这种方法对时间同步精度及采样率要求较高。为此,提出了一种基于特高频无线传感器阵列和接收信号强度(received signal strength indicator, RSSI)数据统计分析的空间局部放电定位技术。首先,利用高斯过程分类(Gaussian processclassification,GPC)方法来减小数据无线传输中的多径和阴影效应影响;然后,提出了基于特高频RSSI数据极大似然估计(maximum likelihood estimation, MLE)分析的局放源定位方法;最后,为进一步提高局放定位精度,对多次的局放定位结果进行了聚类分析,以充分利用物联网传感器测量数据的优势。实验结果表明:提出的系统及方法的局放定位平均误差为0.378m,定位误差累计概率在0.6 m时为92.78%,满足对具有绝缘缺陷的电力设备或设备部件进行初步定位的要求。相较于传统的到达时间差法,该方法显著降低了装置的采样率及同步精度;而相较于RSSI指纹法,该...     

基于射频检测技术的敞开式变电站局部放电监测及定位探究

目前国内敞开式常规变电站数量远远多于 GIS变电站,很多敞开式变电站都运行了几十年,由于高压设备的绝缘部件会随时间老化等原因,越来越多的敞开式变电站的缺陷或故障将成为事故隐患。对敞开式变电站进行连续的状态监测和定期的设备巡检,从而及早发现设备缺陷并排除,已成为当务之急的任务。为此,文章提出利用４根射频局部放电传感器组成的天线矩阵,对敞开式变电站内所有高压设备进行局部放电监测和定位。     

基于特高频定向天线阵列的变电站局部放电定位MUSIC算法

多重信号分类(multiple signal classification, MUSIC)算法采用全向天线作为阵列阵元,为提升算法的抗干扰能力和定位精度,针对变电站局部放电检测采用定向天线阵列进行定位的具体应用,将天线方向图增益作为阵列流形系数,提出并推导了用于定向天线阵列定位的MUSIC算法,在运用克拉美罗界和二阶统计信噪比估计理论分析算法定位误差基础上,通过搭建仿真模型进一步验证算法的性能。仿真结果表明,对于常规选定频带的局部放电信号,基于定向天线的MUSIC算法可在天线方向图增益大于1的来波方向范围内提升定位精度,且定位精度与天线增益大小成正相关。采用所设计的方向图增益达6 dB的定向天线阵列,在信噪比为0 dB的条件下信源定位误差为0.806°,而经典MUSIC算法的定位误差达到17.403°。     

基于特高频无线智能传感器的局部放电定位法

鉴于传统有线传输的局部放电监测系统需要铺设信号传输线,安装维护工作量大。研制了利用无线传感网络技术的UHF无线智能传感器。同时为克服现有基于时延的UHF局部放电定位技术所带来的昂贵硬件开销等问题,提出了基于信号幅值强度分布的局部放电定位方法,具有低硬件成本及易实现性的特点,能很好的适应性复杂空间环境的影响。试验结果表明,平均定位误差为1.009 m,59%的定位误差低于1 m,定位方差也较小,具有很好的推广应用价值。     

基于多传感器的变压器特高频局部放电定位方法研究

研究了基于多传感器的变压器特高频局部放电定位关键技术——时延估计方法和定位算法,阐述了时延估计方法、原理以及实现流程,并对定位算法进行了说明。结果表明:基于最小均方算法(LMS)的自适应时延估计法具有较高的精度,模拟退火算法计算出的放电源位置与真实放电源的位置距离最近,两者相结合能够判断放电信号的来源,并实现放电源的定位。     

基于特高频传感阵列的局部放电定位误差分析及优化布置

局部放电的测量和诊断已成为评估高压电力设备运行状态的重要方法之一。但目前的局部放电监测主要以单个设备监测为主,测试仪器程序多,成本高,维护工程大。文中介绍了利用4个以上传感器组成传感阵列接收特高频电磁波对变电站设备局部放电源定位的方法,分析讨论了基于时差法的定位算法,分析其主要误差来源,理论推导了定位结果误差与传感器阵列布置及信号到达时延序列误差的关系,最后给出了特高频传感器阵列布置的优化方法。     

GIS特高频局部放电检测定位方法

放电源定位是GIS局部放电检测过程中非常重要的一个步骤。通过定位信号源,可以准确判断信号是否来自GIS内部,并进一步确认故障元件位置,提高检修工作效率。介绍特高频法局部放电检测的几种定位方法,以及这几种方法的适用场合。现场检测表明,熟练掌握定位方法是现场有效开展特高频局部放电检测的关键环节。     

基于特高频天线阵列的局部放电信号定位方法及影响因素分析

基于移动式特高频(UHF)天线阵列的敞开式变电站局部放电巡检与定位系统获得应用,但天线间距一般较小,使放电源距离定位准确度较低。文中提出了基于时差法的放电源波达方向估计方法,利用两对相交天线UHF信号入射角与方位角、俯仰角的几何关系,推导得到方位角与俯仰角的计算公式;为了分析时差误差对方位角及俯仰角估计误差的影响,建立了基于蒙特卡罗法的波达方向估计误差仿真模型,进而对放电源位置、阵列尺寸及天线阵列布置对方位角与俯仰角估计准确度的影响进行分析;实验测试了方位角与俯仰角的估计准确度,最后将其应用于现场220 kV变电站的局放检测。分析结果表明,随放电源俯仰角增大,方位角估计准确度降低,俯仰角估计准确度升高;阵列尺寸大于1 m×1 m时,可以获得较高的估计准确度;矩形阵列是波达方向估计的最优阵列型式。实验结果表明,对于尺寸为4 m×2 m的矩形与菱形天线阵,方位角估计误差均4°,对于尺寸为0.7 m×0.7 m方阵,俯仰角大于20°时其估计误差10°。     

GIS中局部放电测量用超高频方法的研究

分析了GIS中局部放电测量用超高频宽带和窄带两种方法的优缺点。实验室中模拟GIS常见 3种故障(母线上有固定金属微粒 ,盆式绝缘子表面有污秽和内部有气泡 )的超高频宽带法和窄带法局部放电测量表明 ,窄带法得到的同种故障时域波形很相似 ,而不同故障则差别较大 ,有明显的可分性。因此窄带法更有利于提取局部放电模式识别的特征参数     

基于超高频法的典型GIS局部放电检测

GIS局部放电检测是GIS绝缘状态监测的一种科学有效的方法。笔者构建了GIS实验模型以及基于超高频法的局部放电在线检测系统,对GIS中典型的几种局部放电特征进行了研究,采用基于相位的分析模式详细分析了不同放电类型在不同电压条件下的放电特征,并结合常规局部放电测试仪,对UHF信号的放电量进行估计,为进一步进行放电类型的智能模式识别及研究超高频信号与放电量关系提供了试验依据,以提高UHF局部放电检测的工程实用性。     

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。     

超高频法在GIS设备局部放电检测中的应用

采用超高频法（UHF）法可以有效地解决现场干扰环境下的局部放电检测问题，目前适宜开展的GIS设置局部放电测量包括交流耐压试验条件下的局部放电试验以及运行条件下的局部放电的检测。     

特高频局部放电传感器的测点布置效能检验

分析特高频监测传感器特点及其受GIS内部不同结构的影响,针对具体外置传感器性能,研究并提出体现效能与成本平衡的传感器测点布置策略。该策略中,监测传感器在GIS模型及实体间隔内模拟局部放电,统计分析实验样本数据,讨论GIS内部结构及外部干扰对监测效果的影响,比较各类情况下传感器在盆式绝缘子法兰处的检测效果。该策略兼顾对关键设备局部放电信号的有效监测和配置经济原则,有利于为放电源定位提供依据。     

GIS中局部放电特高频信号采集系统

研制了一套GIS中局部放电的特高频检测系统。用特高频天线和频谱分析仪采集局放信号,通过GPIB卡传送给计算机进行分析处理,并在GIS中构造了一种常见的故障类型,对该系统进行了验证。实验结果表明,该系统能够采集到GIS中局部放电产生的特高频信号。     

GIS体外超高频法检测局部放电的研究与应用

简单介绍了GIS几种局部放电常用的检测方法,具体论述了GIS局部放电超高频(UHF)检测法,分别对UHF检测法检测原理、干扰原理、定位原理进行了阐述,通过对局部放电的波形特征、相位特征和频率特征的综合分析列出了各种局部放电现象的特征经验总结。最后给出了GIS局部放电UHF检测法的一个典型实例,应用此实例对GIS进行了局部放电现场测试及测试分析。     

基于超高频电磁波的变电站局部放电空间定位

局部放电的测量和诊断已成为评估高压电力设备运行状态的重要方法之一。但目前的局部放电监测主要以单个设备监测为主,测试仪器程序多,成本高,维护工程大。可利用4个天线组成天线阵列接收超高频(UHF)电磁波,并定义三维坐标系对变电站范围内的放电源进行全站的局放定位。重点研究了基于能量积累法计算信号起始时刻和基于信号时延序列实现放电源准确定位算法的原理,并给出了求解基于时差的以局放源位置为未知数的非线性方程组的Newton算法和网络搜索法。实验室测试和现场测试验证了基于射频天线阵列实现变电站范围内局部放电定位的有效性,提出的定位算法可以自适应求解基于时差序列的非线性方程组,既保证了求解的速度,又能解决方程的收敛问题,满足变电站全站局部放电定位准确度的要求。     

基于伪信号起始时刻法代数求解的变电站局放定位

局部放电(局放)的检测是一种有效的对绝缘系统状态评估的非破坏性诊断方法,是及时发现电力设备绝缘缺陷、避免绝缘击穿故障的有效手段。局放类型的探测和局放源的定位直接关系到能否高效地、低成本地开展规划以及落实检修维护工作或者进行风险分析的工作。文中采用局放时辐射出的超高频电磁波信号(UHF信号)进行局放定位:以改进的能量积累函数确定信号的起始时刻:以静态伪距方程代数法求解伪信号起始时刻法建立的关于局放源坐标的非线性方程组,避免了迭代算法对初值的依赖,并在保证计算精度的前提下提高求解速度。最后,经现场测试验证了所提局放定位方法的合理性、有效性。