特高频方法用于套管局部放电检测的可行性研究

套管故障是导致变压器非计划停运的重要原因之一。目前主要依靠传统预防性试验方法来评估套管的绝缘状态,但预试周期长,难以及时发现运行中套管的潜在故障。为此,提出了基于特高频信号的套管局部放电带电检测与时间差定位方法。首先阐明了特高频定位方法的基本原理,然后在实验室建立套管局部放电特高频检测试验平台,通过试验对这种方法进行了检验。试验结果表明:1)套管顶部的接触不良放电和末屏引线接触不良放电的信号波形振荡上升时间短,时间差测量和定位计算结果准确、分散性小;2)发生在油箱内部的下截套管沿面放电和均压罩悬浮放电的信号波形振荡上升时间长,时间差分散性大,定位结果位于套管上瓷套底部,分散性大。该研究对于推动套管局部放电的带电检测和定位技术的应用与发展具有重要指导意义。     

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。     

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。     

GIS局部放电特高频时差定位法应用案例分析

局部放电检测是目前气体绝缘金属封闭式开关设备（gas insulated switchgear,GIS）状态诊断的关键技术手段。分析各种局部放电检测方法,认为特高频法抗干扰能力较强,检测效率较高,可实现故障模式识别及定位。基于此,采用局部放电检测法发现一起 GIS典型悬浮放电缺陷,采用时差定位法确定缺陷位置采用相位同步技术确定缺陷相序。经过解体检查验证,检查结果与特高频诊断结果一致。     

油浸式高压套管局部放电非接触式特高频检测

变压器套管是承担引出线与变压器箱体绝缘的重要支撑装置,现有变压器套管潜伏性放电故障检测技术及时性差且灵敏度较低,而特高频技术抗干扰能力强且可实现非接触式检测。文中提出一种基于特高频检测技术的套管局放检测方法,建立35 kV套管的局放仿真模型并开展真型套管不同类型缺陷的局放试验。所得结论为:电容屏间油纸和外侧油道都是特高频电磁波传播的有效路径;传播过程中横电波(TM波)从-16 dB大幅衰减至-5 dB,横磁波(TE波)初始成分不足1%,主要成分为横电磁波(TEM波);特高频段能量主要集中在0.3~1.5 GHz。通过设置无接触特高频传感器即可实现套管的带电检测,确保电力变压器运行安全可靠。     

基于特高频谱图统计参量的局部放电定位方法研究

针对基于时间差的特高频局部放电定位中时间差求解困难的问题,引入了一种新的不基于时间差的特高频局部放电定位方法.通过建立变压器局部放电模型和实验系统,在获得了不同检测距离下两种典型局部放电特高频谱图数据的基础上,根据特高频谱图统计参量与传播距离间的关系,采用多元非线性回归的方法,建立了检测距离与统计参量间的函数关系,从而可以将在未知距离测量得到统计参量代入函数计算得到检测距离.通过实验数据检验,该方法计算得到的检测距离精度小于40 cm.     

特高频时差定位法在GIS局部放电检测中的应用

阐述特高频时差定位法检测气体绝缘金属封闭开关(GIS)局部放电的基本原理,介绍时差定位法在GIS设备局放检测中的重要性和准确性。针对GIS局部放电实际案例,利用该检测方法精确定位缺陷位置,成功避免一起重大安全事故,为今后局部放电定位检测提供了宝贵经验。     

配电网密闭式关柜局部放电特高频信号时延估计算法

针对配电网局部放电特高频信号累积量大幅上升,导致时延估计误差增大的问题,提出了配电网密闭式关柜局部放电特高频信号时延估计算法.通过高速信号采集系统采集局部放电特高频信号,依据卡尔曼滤波平滑处理采集信号,计算每段信号中的高阶累积量,傅里叶变换得到的信号高阶累积量.利用过零检测方法确定信号零点位置,获取任意信号角度的相移,...     

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。     

基于TDOA的超长基线闪电定位算法

为补充中国对超长基线闪电探测系统研究的不足,开发了1套超长基线闪电定位算法,该算法基于群时延计算到达时差(TDOA),并在WGS-84基准椭球面上完成定位。对于闪电回击点的确定,采用高斯牛顿迭代方法,与常规的网格搜索方法进行了理论模型算例对比,说明该算法具有较高的运算效率并可以提高阵外闪电的定位精度达百公里量级。将该算法应用于超长基线实测数据的定位,并与中国电网江苏地区的闪电定位结果进行匹配,得到2者平均距离差为11.48 km,对于超长基线定位系统定位精度较高,证明开发的超长基线闪电定位算法在实际应用中稳定可靠。     

基于特高频传感器和TDOA数据库的电力变压器局部放电的定位

提出了一种基于特高频传感器和信号到达时间差来定位电力变压器内部局部放电的新方法.通过仿真变压器内部所有可能的放电点,建立TDOA数据库,采用切线传输模型和弗洛伊德(Floyd)算法解决信号在变压器内部遇到铁心等障碍物的传输情况.     

基于时频分布图像纹理特征的局部放电特高频信号的特征参数提取方法

针对局部放电特高频(ultra-high frequency,UHF)信号畸变导致模式识别准确率下降的问题,提出了基于时频分布图像纹理特征的特征参数提取方法。首先对局部放电UHF信号进行s变换得到时频分布图像,然后采用灰度共生矩阵(gray-level co-occurrence matrix,CLCM)算法,从时频分布图像中提取出纹理特征参数。采用主成分分析(principal component analysis,PCA)法对由纹理特征参数构成的特征向量进行降维处理,得到局部放电UHF信号特征参数及特征向量,并输入到支持向量机(support vector machine,SVM)分类器中进行模式识别。结果表明,该特征参数可以有效识别4种典型变压器内部局部放电UHF信号,识别准确率最高达到97.50%。     

基于特高频技术及三维空间定位法的GIS套管局放检测与实例分析

通过对组合电器、变压器等电力设备进行带电检测,可以有效发现设备内部缺陷引起的局部放电。由于GIS套管结构、材料与GIS本体有很大不同,用于GIS本体带电检测及定位的方法往往不完全适用于GIS套管。为实现通过带电检测发现套管内部绝缘性缺陷的目的,文中基于GIS套管特高频局放检测、缺陷模式识别、放电源定位以及解体检析等技术,分析某500 kV变电站220 kV设备区GIS出线套管内部悬浮放电缺陷,根据特高频信号脉冲序列相位分布谱图(phase resolved pulse sequence,PRPS图)、局部放电相位分布谱图(phase resolved partial discharge,PRPD图)特征对缺陷类型进行识别,阐述基于时间领先法、平面分法、三角定位法的放电源精确定位过程,并结合其他检测手段进行综合分析判断,最后通过解体检析查明套管内部放电的具体原因为导电杆法兰与套管法兰对接面涂胶过多,使其接触不良,产生悬浮电位进而导致悬浮放电。从而验证特高频局放检测缺陷识别的正确性和放电源定位的准确性,以及多种带电检测技术综合应用的有效性和互补性。     

变压器局部放电UHF信号传播特性的仿真分析

特高频(UHF)技术通过检测局部放电辐射电磁波信号来实现对设备局部放电的检测,抗干扰能力强,检测灵敏度高,是一种基于空间电磁场耦合的局部放电测试技术,能够实现真正意义上的局部放电在线检测,因此在变压器局部放电检测领域取得了日益广泛的关注及研究。由于变压器内部结构复杂,各种金属结构件都会对辐射电磁波的传播产生影响,因此变压器局部放电UHF检测技术有必要研究变压器内部电磁波的传播规律。为此在对变压器内部结构进行合理简化的基础上完成了变压器典型结构的计算机建模,以高斯电流元模拟局部放电源,合理设置各类仿真参数,利用时域有限差分法(FDTD)对特高频电磁波在变压器内部的传播特性进行了仿真分析。仿真结果给出辐射电磁波信号在铁心绕组之间的传播特点,铁心对电磁波传播造成的衰减和畸变作用,并通过时域及频域波形的对比给出不同脉宽、不同幅值电磁波信号在铁心绕组结构中传播的特点。     

根据UHF信号特征的GIS局部放电模式识别

综合自适应遗传算法和BP算法各自的优点,构造了基于两者混合训练的神经网络,应用到GIS局部放电超高频的模式识别。分别用基于自适应遗传算法的神经网络、基于BP算法的神经网络,以及基于自适应遗传算法和BP算法混合训练的神经网络对用局部放电超高频检测系统检测到的GIS中4种模式的局部放电进行了识别。实验结果表明,基于自适应遗传算法和BP算法混合训练的神经网络提高了神经网络训练的收敛速度,保证了收敛的可靠性,具有较高的识别率和较强的泛化能力。     

基于EMD的GIS典型局部放电超高频信号的分形特征提取方法

笔者提出了一种基于经验模式分解的GIS局放超高频信号分形特征提取与识别方法。该方法通过对局部放电超高频信号进行经验模式分解得到多个固有模态,通过计算固有模态的关联维数作为特征量进行模糊聚类识别。文中设计了4种典型局放模型获取局放超高频信号样本进行验证该方法,结果表明识别正确率最低达到98%。     

变压器超高频检测信号处理单元的设计

在分析了电力变压器局部放电的超高频特性的基础上,利用混频技术,设计了局部放电超高频信号的信号调理单元,方便普通数字采集卡采集。     

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。