特高压变压器套管局部放电试验技术分析

为了完成特高压交流变压器套管的局部放电试验并指导特高压设备的局部放电测量,研究了在1100kV电压下进行套管局部放电试验的抗干扰措施和测量方法。根据特高压交流变压器套管型式试验的要求,套管局部放电试验的最高电压为1100kV,套管的局部放电量应10pC,这对试验能力的要求已达到国内试验条件的极限。在试验室对该套管完成的局部放电试验结果表明:试验场地布置、试验环境温湿度控制等都会对套管局部放电测量产生影响;使用紫外成像仪和红外成像仪可快速有效的排除试验场地内的悬浮放电干扰源;采用不完全平衡法的试验回路可以进一步排除干扰,从而成功进行特高压套管局部放电测量。     

非设备故障缺陷引起紫外放电测试结果差异的因素分析

为了提高紫外成像对放电检测的准确性,探讨量化放电强度的可能性,使用3台不同紫外成像仪对影响紫外成像的因素进行了对比研究。研究表明:不同厂家、型号的紫外成像仪在相同放电条件下所测的图像和光子数有显著差异;相同条件下,紫外光子数随着增益逐渐增大而增加,到达峰值后开始衰减,其规律受仪器型号和检测距离的影响,3台仪器在检测放电时有其对应的最佳增益;拍摄距离对光子数的影响与增益和仪器有关,光子数与检测距离存在复杂非线性关系;紫外成像仪从正面到侧面检测设备放电的结果基本相同。研究结果对完善紫外成像检测电晕规程和工程应用具有重要的参考价值。     

电晕放电紫外成像图像参量变化特性的研究北大核心CSCD

观测距离和紫外成像仪的增益会影响到紫外成像仪的检测结果,笔者根据放电紫外成像仪的工作原理,利用数字图像处理算法分割提取了紫外图像中放电光斑区域,定义了"光斑面积"参数,利用该参数用于量化放电。研究了棒—板间隙电晕放电时的紫外图像,得到了光斑面积与紫外成像仪的观测距离、仪器增益两者之间的关系曲线并进行了理论上的分析。研究表明光斑面积与距离之间近似为平方反比关系,光斑面积与增益之间近似为指数关系,论文的研究结论为放电的量化提供了一种新的量化参数。     

电晕放电紫外成像图像参量变化特性的研究

观测距离和紫外成像仪的增益会影响到紫外成像仪的检测结果,笔者根据放电紫外成像仪的工作原理,利用数字图像处理算法分割提取了紫外图像中放电光斑区域,定义了"光斑面积"参数,利用该参数用于量化放电。研究了棒—板间隙电晕放电时的紫外图像,得到了光斑面积与紫外成像仪的观测距离、仪器增益两者之间的关系曲线并进行了理论上的分析。研究表明光斑面积与距离之间近似为平方反比关系,光斑面积与增益之间近似为指数关系,论文的研究结论为放电的量化提供了一种新的量化参数。     

基于紫外成像图像信息的绝缘子表面放电量化方法

紫外成像法是一种有效的非接触式放电检测方法,为采用紫外成像法量化绝缘子的表面放电电信号强度,论文以紫外图像中放电光斑面积的大小作为紫外成像量化参量,试验对比研究了绝缘子放电的紫外成像图像和电脉冲信号特征,分析得到了观测距离为9m和紫外成像仪在几种典型增益下的光斑面积与脉冲电流的峰值、脉冲电流平均值的关系。研究了可见光通道与紫外通道的图像参数随距离增加时的变化规律,研究发现两者具有近似相同的衰减特性,在此基础上提出了采用可见光通道的信息用于估计成像区域面积的方法,避免了不同距离下检测到的结果没有对比性的问题,论文最后采用了最小二乘回归支持向量机实现了对放电强度的估计。     

试验电压对输电线路缺陷电晕放电紫外光子计数率的影响

高压输电线路缺陷故障早期往往伴随着电晕放电,会产生特定波长的紫外光,因此可以利用紫外成像仪检测这些电晕放电现象。为研究试验电压对输电线路缺陷电晕放电的紫外光子计数率的影响,通过模拟架空线路在不同电压下的电晕放电现象对不同长度的断裂铝股进行了紫外测量,对试验结果进行分析得到了影响规律。试验结果表明,在距离放电点距离相同,且成像增益相同时,断裂铝股起晕后的光子计数率与试验电压的平方近似呈线性关系,试验电压平方对不同长度断裂铝股的影响梯度基本相同,在0.25～0.3之间。这一结论在实际输电线路中也得到了有效验证,为紫外仪在输电线路电晕缺陷检测上的应用奠定了基础。     

无人机巡线的紫外放电检测研究

针对无人机巡线中输电设施放电问题,推导了紫外放电检测链路模型并使用光电倍增管设计了紫外放电检测系统。 使 用紫外放电检测系统进行放电检测实验,实验结果表明,系统探测信号与放电信号高度重合,系统探测信号强度与放电信号的 强度呈现良好的线性相关;同一探测距离不同探测位置探测得到的信号峰值与探测平均值的相对误差小于 3%,即探测信号强 弱与探测距离有关,与探测位置无关;不同探测距离下模型计算的理论值与实际探测值具有一致性,之间的相对误差最大为 15. 7%,验证了模型的正确性。 该成果对无人机巡线时的紫外放电检测有一定的指导意义。     

两种紫外成像仪检测电晕放电的对比研究

文中通过提取紫外成像放电区域的面积,分别用CoroCAM504型的紫外成像仪和OFIL系列的紫外成像仪进行了棒—板间隙放电紫外成像特征的定量研究,对比分析目前两种主流紫外成像仪在检测电晕放电时的区别。试验表明:1在物距相同的条件下,两种紫外成像仪图像清晰度以及视场角不一致,OFIL系列更适合于细节拍摄;2在相同的情况下,随着增益的增加,两种紫外成像仪的光斑面积也相应增加,两者之间近似满足指数关系;3在相同的情况下,两种紫外成像仪的光斑面积都随距离的增加而减小,近似满足指数的变化特性;4在相同的试验条件下,相同电压等级下OFIL系列的紫外成像仪的紫外成像光斑面积大约为CoroCAM504型的紫外成像仪的0.5倍,增益值大约为CoroCAM504型的紫外成像仪的2倍。     

紫外成像技术在特高压变压器局部放电试验中的应用

晋东南—南阳—荆门1 000 kV特高压交流输电工程是世界上输送容量最大,电压等级最高的交流输电工程。特高压电气设备交接试验大都是首次开展,尤其对于1 000 kV变压器的局部放电试验,由于试验电压髙,现场环境复杂,对局放量的要求标准髙,因此需要良好的抗干扰检测手段。紫外成像技术是一种能有效发现电晕放电的非接触式检测技术,笔者介绍了紫外成像技术在1 000 kV变压器局部放电试验中检测到的外部电晕干扰,实现了对变压器局部放电试验外部干扰的快速准确定位,进而消除干扰控制局放测量的背景,保证了变压器现场局部放电试验的顺利进行。     

高海拔交流输电线路金具电晕放电特性

电晕特性是输电线路工程设计及运行必须考虑的重要方面。高海拔地区,金具电晕放电带来的电磁环境问题越来越受到关注,为获得高海拔输电线路金具电晕放电特性及海拔校正方法,在特高压交流试验基地环境气候实验室以及西藏高海拔试验基地,利用紫外成像仪对不同种类330kV交流输电线路金具开展起晕电压特性试验研究,获得模拟海拔以及实际海拔...     

基于紫外脉冲法的绝缘子污秽状态监测

为及时监测绝缘子的污秽状态,根据绝缘子污秽程度与放电脉冲的关系和绝缘子放电时紫外脉冲的特性,提出了一种基于紫外脉冲法的绝缘子污秽状态在线监测技术,通过绝缘子放电强度和次数的变化判断绝缘子污秽程度。110kV线路试验的结果表明,在线监测表面放电时的紫外脉冲可监测绝缘子的污秽状态,且不需接触绝缘子,与绝缘子的距离可以达到4m。     

基于光电倍增管的高压电力设备放电检测系统的设计

针对目前电力设备放电紫外检测中存在的灵敏度和线性度上的不足,设计了一种基于紫外光电倍增管的放电检测系统,以C8051F120单片机为处理核心,通过数字积分定量测量放电中产生的紫外辐射功率。通过试验室和变电站内的检测试验,验证了该系统能够在站内实测中检测到放电产生的微弱紫外光并能定量反映紫外辐射的强度,从而作为判断放电强弱的依据。该系统灵敏度高,线性度好,能够应用于高压电力设备的放电检测。     

高压带电设备电压等级非接触识别方法研究

现有的接触式验电需分电压等级使用不同的验电设备,非接触式验则无法识别电压等级,而电压等级直接决定了带电作业安全距离。电压等级的非接触识别对验电设备的非接触验电、近电预警有重要意义。文章基于距离和电场测量,利用多项式回归分析理论研究了一种电压等级的非接触识别方法。通过采集10 k V、35k V和110 k V三种电压等级周围的电场和距离数据,分别求取三种拟合函数,进行多项式回归分析,从而实现电压等级的判别。同时研制了电压等级非接触识别装置,对该方法进行识别验证,实验结果证明能够对三种电压等级实现较好地识别。     

基于紫外脉冲法的非接触式低值(零值)绝缘子在线监测系统

目前低值(零值)绝缘子检测手段主要有电压分布法、电晕脉冲法、红外热像测温法及超声波法等,但均有一定的不足.文中提出了全新的紫外脉冲法:当线路上存在低值绝缘子时会造成绝缘子串电压分布改变,从而使绝缘子串的放电脉冲数目增加,并引起放电紫外光脉冲的相应变化.在线路杆塔上加装根据文中方法研制的监测装置,对绝缘子串放电脉冲引起的紫外光的185 nm～260 nm(日盲区)部分进行连续在线监测,分析紫外脉冲的变化,可以发现低值(零值)绝缘子.由紫外脉冲法构成的绝缘子监测系统,不需和绝缘子接触,检测距离可以远达4 m以上,适用于线路绝缘子在线监测.文中方法经过了110 kV线路的实验验证,证实了检测效果.     

谐波电场法在±800kV直流复合绝缘子在线检测中的应用

特高压直流输电线路将在我国电能长距离传输中占有重要的地位,线路复合绝缘子的带电检测将是特高压直流输电主要维护工作之一。为此评述了复合绝缘子在线检测技术的现状,提出采用谐波电场法实现±800kV特高压直流复合绝缘子内绝缘导通性故障的在线检测,并基于Cygnal公司F040型号高性能单片机研制出了谐波电场检测仪。实验室和现场测试结果表明:良好绝缘子和故障绝缘子的纵向谐波电场分布规律符合一般意义上的电场法检测原理的要求,谐波电场法能够应用于±800kV特高压直流复合绝缘子内绝缘缺陷的带电检测,所研制的谐波电场测试仪能够准确给出绝缘子纵向相对谐波电场分布规律,可连续检测100串绝缘子,每串绝缘子的伞裙数最大为510个,无线通信技术的应用提高了现场检测的便利性。     

分体式绝缘子检测机器人的电场分析及测试试验

超、特高压输电线路绝缘子串较长,采用绝缘子检测机器人检测更为方便和有效。但目前的绝缘子检测机器人主要为攀爬方式,体积大、结构复杂,需要进行改进。为此设计了一种适用于悬垂绝缘子串检测的轻便型分体式绝缘子检测机器人,对绝缘子机器人周围的电场分布进行了仿真计算与分析,并进行了220 kV绝缘子串的测试试验,结果表明：所设计的检测机器人本体最大电场强度为1 753 kV/m,不会发生起晕;绝缘子检测机器人的测量电压值小于绝缘子原始电压分布值,可通过补偿修正得到实际的绝缘子电压分布,并进行低、零值绝缘子检测。     

红外、紫外检测技术在特高压输电线路线路中的应用

特高压输电线路具有结构参数高、输送容量大、运行电压高、杆塔高、绝缘子串长、绝缘子片数多、途径地域广等特点,运行的可靠性比常规的高压、超高压输电线路要求高,因此使得现有的传统检测方法已不能完全满足特高压输电线路的要求。文章从我国现有高压、超高压输电线路的运行情况分析了红外、紫外检测技术,并就通过红外、紫外检测手段所发现的设备缺陷结合计算机软件进行了分析,给出了红外、紫外检测在特高压输电线路上应用时所检测的关键部位,并说明其依据,为在±800 kV特高压直流和1 000 kV特高压交流输电线路中开展红外、紫外检测技术的重要性和必要性提供参考。     

红外测温技术在复合绝缘子检测中的应用

分析了广东佛山供电局220kV和北京超高压公司500kV故障复合绝缘子的红外测温结果,说明红外测温技术能够实现远距离、大面积快速扫描,是发现复合绝缘子内部缺陷的有效手段。同时将红外测温结果和电场分布测量结果进行了比较,表明红外测温技术可以发现局部发热的内绝缘缺陷,电场分布测量法可发现导通性通道的内绝缘缺陷。     

特高压交流输电模型的建立与经济性优选分析

交流1 000 k V和500 k V具有不同的适用输电容量与距离范围。针对电源点送出的不同情况,应合理选择电压等级,并匹配相应的线路回数、串补度、开关站等。以往多采用BPA仿真软件通过连续潮流算法得到,但该方法计算调整复杂且费时,需对多种送电需求情况进行分析时计算量尤为庞大。提出一种基于交流线路输电能力的算法,采用Matlab软件编程实现交流输电模型建模及经济性优选方法。该方法可以在考虑电网强度等因素情况下,采用热限制、电压降落限制、稳定限制等约束条件,得到交流线路输电能力曲线。在此基础上,建立超、特高压交流输电模型,结合单位容量年费用比较法进行经济性优选,最终得到满足电源点送电任意输电容量和输电距离需求下的经济性最优交流输电电压等级及其输电模型配置,对于我国输电线路的规划建设具有重要的参考意义和实用价值。