注入脉冲与局部放电UHF信号的等效性仿真研究

在进行GIS UHF传感器现场校核时注入的模拟脉冲和真实局部放电在GIS中传播衰减规律的等效性是保证传感器校核有效性的重要前提。本文通过建立与某220KV GIS尺寸一致的模型,仿真分析了注入脉冲与局部放电UHF信号的等效性,仿真过程中将信号源分别设置在GIS内部高压导杆和GIS金属法兰浇筑孔处来作为局部放电激励源和注入脉冲激励源。在仿真模型的内部设置了观测点来接收UHF电磁波信号,通过在观测点测量到的信号幅值来比较注入脉冲与局部放电UHF信号的衰减程度,同时使用FFT变换对信号波形进行了频谱分析。研究结果表明,注入脉冲UHF信号在时域和频域上均能很好地模拟局部放电UHF信号,在现场实验时可利用注入脉冲来代替局部放电来对UHF传感器进行校核。     

基于超高频和超声波的干式变压器局部放电检测与定位的研究

随着干式变压器的用途越来越广泛,对其在运行过程中的安全有效性要求也越来越高,因此对其进行局放检测尤为重要;主要分析了检测干式变压器局部放电的超高频方法与超声波方法的原理及检测方法,研究了基于超声和超高频相结合的干式变压器局部放电定位算法,试制了超高频传感器,并设计了一套超高频与超声波相联合的局放检测系统;通过该系统,对干式变压器局部放电源进行综合定位实验,实验结果验证了该方法的有效性,为干式变压器的局部放电检测提供了参考。     

电缆局放超高频传感器的应用与传播特性仿真

在线监测电缆的局部放电情况是及时发现故障隐患、预测运行寿命及保障电网安全可靠运行的重要手段.简要介绍了超高频传感器的研究方法和原理,并分别对超高频电磁耦合传感器和超高频电容传感器做了分析.根据电磁波在同轴波导中的传播理论,运用高频结构仿真器 (HFSS) 软件对 110 kV 电缆中间接头进行仿真,通过仿真可以得出:局...     

超高频宽带低噪声放大器的设计与仿真

研究优化无线接收信号的放大问题,监测电力变压器局部放电水平,对维护电力变压器安全稳定运行具有重要意义。天线传感器所接收的局部放电信号较为微弱,频带较宽,在进入后端的仪器或采集系统之前需要进行放大处理。因此根据放电信号的基本特征,提出引入频率响应负反馈来平衡增益、驻波比、噪声系数及带宽等指标,设计一个用于放大局部放电信号的超高频宽带低噪声放大器,利用ADS软件进行仿真,仿真结果表明放大器具有较宽的带宽,增益平坦性、噪声系数和驻波比指标效果较好,为设计提供了依据。     

超声传感器在电机定子局部放电研究中的应用

在利用超声波进行发电机定子绕组局部放电的在线监测中,超声传感器的选型、超声波信号的衰减以及时延性都将影响到在线监测的效果.鉴于此,通过将发电机正常运行时的噪声频谱与局部放电超声信号频谱进行分析对比,并建立定子模型,通过仿真实验获取超声波传播时的声压分布图;再通过实验检测对超声信号在传播过程中的衰减与时延性进行分析研究....     

斜井高频电磁波传输特性的研究

文章分析了井下无线信道的电磁波传播特性,指出由于煤层、煤壁以及井下作业设备等障碍物的绕射、反射和散射,使电磁波传播存在着多径衰落效应。文章详细介绍了仿真研究斜井巷道中电磁波传播距离对多径衰落和RMS时延的影响所采用的方法——射线跟踪法的原理和射线跟踪过程中射线方向的判断及射线代表的场强值的计算,在此基础上,在理想化的斜井巷道模型中研究了接收机与发射机间的距离对电磁波衰落及RMS时延扩展的影响。仿真结果表明,接收机与发射机间的距离越近,传播损耗越小;电磁波的中心频率越低,传播损耗越小;电磁波传播的RMS时延扩展值随接收机与发射机间的距离增大而变大。     

带有传送带的矩形巷道中电磁波传播特性研究

为了研究带有传送带的矩形巷道电磁波传播规律,提出一种基于电磁波传播理论和多波模理论的等效分析法,旨在降低研究电磁波传播计算的复杂性.利用计算机对有传送带的矩形巷道中电磁波传播规律进行仿真,将等效分析法方案计算出的仿真数据分别与矿井巷道中实际测量的3组数据进行对比分析.实验结果表明:等效分析法可以近似分析带有传送带的矩形巷道中的电磁波传播的情况,等高方案在30 m范围内的电磁波衰减规律更加符合实测数据.因此该方法可以应用在大型障碍物巷道中研究电磁波传播影响.     

煤矿巷道壁粗糙度对电磁波传播的影响

根据多波模传输理论推导出多波模综合作用下因巷道壁粗糙度引起的电磁波衰减计算公式,并采用多波模模型仿真分析巷道壁粗糙度对电磁波衰减特性的影响。Matlab仿真结果表明,巷道壁粗糙度对电磁波衰减特性的影响随频率升高而增大,由于波导效应和巷道壁粗糙度的共同作用,煤矿井巷电波传播存在一个0.4～2GHz的低衰减频段。     

基于IFA和TDOA的变压器局部放电特高频定位方法

非线性球面方程组的求解是变压器局部放电定位的关键技术之一，针对定位算法对时延误差敏感、容易陷入局部最优或误解等问题，提出基于改进萤火虫算法的变压器局部放电特高频定位方法。给出局部放电的定位模型和目标函数，对定位算法的适应度函数进行改进，对萤火虫算法的初始种群选择策略和萤火虫个体更新策略进行改进。仿真过程中，在理论时延下验证改进算法的可行性，通过改变时延大小模拟实际测量时的时延误差，并与其他定位算法进行对比，发现改进的定位算法平均定位误差为10.53 cm,满足定位精度要求。通过实验进一步验证了该算法的有效性和适用性。     

变压器局放监测与改进BP神经网络预测模型研究

采用传感系统监测变压器局部放电的变化情况,选取高频电流信号和超声波信号作为变压器局部放电的监测参量,利用改进逆传播(BP)神经网络算法对变压器局部放电量进行建模分析.以D9—QY—40000/220型电力变压器(220 kV变压器)为例进行实例研究,结果表明:基于改进BP神经网络的局放预测模型训练集误差系数为0.0118,测试集误差系数为0.0232.此模型的局放预测值与实际值的曲线趋势基本一致,有效地对变压器局部放电量进行预测,为变压器故障诊断奠定了基础.     

基于UHF传感器与以太网的GIS局部放电监测系统设计

针对传统局部放电监测采样率低、信号易受干扰、不利于实时监测,而超高频（ UHF）传感器进行局放监测因设备通信速度慢、无法故障录波的问题,设计了一种基于UHF传感器与以太网的气体绝缘开关设备（ GIS）局部放电监测系统。该系统由一个主控采集系统和若干个传感器模块组成,传感器模块获取局部放电产生的UHF电磁波信号0.3～2 GHz,通过对数检波电路降频至2～10 MHz;主控采集系统采集该信号,通过SDRAM缓存后经以太网发送至变电站管理员,实现对GIS局部放电高速实时在线监测。测试实验结果表明：该系统功能强,速度高,工作稳定,监测范围广,当局部放电发生时,系统能实时发送报警信号,并可提供故障信号波形用以故障分析。10/100 M以太网通信实际速度可达500 kB/s,比传统的RS—485通信速度提高90倍以上。     

变压器故障高频放电信号采集与存储

大型电力变压器是电力系统中的重要设备,其可靠性直接影响电网的安全运行,近年来变压器的状态检修技术已成为研究和市场的热点,变压器局部放监测及其信号的存储是实现变压器状态检修的重要组成部分。本文重点阐述了以混频技术为核心,以Advantech公司的高速数据采集卡PCI-1714和加固机ACP-4001为工具的有关电力变压器局部放电超高频电信号的处理、采集及其信号存储的技术研究,可为电站实现变压器状态检修与维护提供可靠、准确的决策依据和符合市场经济规律的现代管理和维修的科学模式。     

时栅位移传感器中利用光电技术产生电行波信号的新方法

原有的基于变耦合系数变压器原理的时栅位移传感器方案,采用通过旋转改变齿面间的距离以改变电磁耦合系数的方法得到电行波.但试验结果显示,所得电行波信号相对较弱,载波较大,难以滤除,且很容易受到周围电磁环境干扰.为了克服上述问题,基于相同的原理,又提出了一种利用光电技术产生电行波信号的新方法,使时栅位移传感器的研究工作跳出了长期依赖电磁转换原理设计传感器的思路,并在实验中取得了良好的结果,所得行波的质量明显改善.     

基于改进小波包阈值的GIS局部放电信号降噪方法研究

特高频法是GIS设备在状态检测中最常用的方法之一,但在应用过程中传感器所采集的特高频信号通常会携带较多噪声,会干扰检测的准备性,因此对信号进行有效的噪声抑制是局部放电检测的关键技术。本文基于小波包去噪理论,提出了一种综合考虑平滑度和边缘特征的改进阈值函数,以实现对GIS局部放电特高频模拟信号的降噪。通过信噪比（SNR）、均方误差（MSE）和波形相似数（NCC）三种参数对方法的去噪效果进行评估,结果表明,改进小波包阈值的信号降噪方法具有良好的噪声抑制功能,应用后可提高GIS局部放电采集信号的初始数据质量。     

基于特高频和CNN-LSTM-Attention算法的高压电缆故障诊断方法

随着高压电缆的加速发展和老化,由局部放电(partial discharge, PD)引起的故障问题亟须解决。为此,提出了一种基于特高频(UHF)局放技术与CNN-LSTM-Attention算法的高压电缆故障在线智能诊断方法。首先,对高压电缆的PD产生机理,以及UHF局放技术的实现过程进行描述。其次,利用巴特沃斯(Butterworth)对PD信号进行高通滤波,采用小波变换对信号进行去噪,IPLR算法对PD信号进行降维处理,进而实现特征量的准确提取。最后,建立由CNN-LSTM-Attention算法构成的智能诊断模型。模型中卷积层(CNN)提取轮廓特征,长短期记忆层(LSTM)提取信号时序特征,注意力层(Attention)学习信号重要时序部分。通过实际数据仿真表明：相比传统神经网络方法,CNN-LSTM-Attention神经网络检测方法能够准确识别高采样率的异常放电信号特征,且故障识别准确率明显提高。     

基于MEMS压力传感器的外置式数字胎压监测系统

轮胎压力监测报警系统(Tire Pressure Monitoring System)(TPMS)是汽车安全领域重要电子装置,近年来已开始获得广泛应用,但传统的TPMS产品多为内置式,安装在轮胎内,安装和维护时需要拆卸轮胎造成很大不便,同时轮胎里的金属轮辋对位于胎内的压力传感器和无线发射装置有很强的屏蔽作用,信号衰竭很快,要保证信号传输到位于驾驶室内的接收器,必须提高发射功率,从而大大缩短发射器的电池使用寿命.针对这些技术问题,提出了一种新型外置直接式数字胎压监测系统,它的胎压监测节点核心器件MCU选用Infineon的专用压力处理器芯片SP30,该芯片内置MEMS压力传感器可通过外连气门芯直接测量胎内气压,再通过无线方式与上位接收器进行无障碍无线传输通信, 避免了信号屏蔽, 延长了电池和产品的使用寿命以及安装成本.给出了新型外置直接式TPMS产品的具体硬件设计、软件流程和通信协议.测试表明该系统的无线信号传输可靠、抗干扰能力强、轮胎位置识别准确、反应灵敏、安装与维护方便及组态灵活等特点、有着广泛的市场应用前景.     

光纤F-P腔传感器特性研究

变压器能否稳定工作直接关系到变电站是否安全运行,其工作重心是检测出变压器局部放电产生的超声波信号.介绍了一种光纤F-P腔传感器,并在此基础上搭建了调制解调系统,分别通过对无超声波源、有超声波源和浸入变压器油中3种情况进行了实验测试,并在距离超声波源20,40,60,80,90,100 cm处进行了损耗特性测试,测试结果表明:此传感器受外界噪声干扰较小,且在变压器油中能实时地检测出超声波信号,精度高,损耗度为25.8 mV/cm,符合传感器在油浸式变压器中持续稳定工作的条件.当变压器出现故障时,能够及时发现问题,保证变压器安全运行.