基于改进型Duffing振子模型的变压器局部放电信号检测方法

针对现有Duffing振子在微弱信号检测方面存在的局限性,提出了一种基于改进型Duffing振子的微弱脉冲信号检测的新方法。考虑到变压器局部放电信号的检测涉及到广谱信号的检测问题,而且改进型Duffing振子的临界混沌幅值不会随振子的激励频率和采样频率的改变而发生明显变化,因而有效避免了现有Duffing振子只能检测低频信号的局限性。仿真结果表明,在强噪声背景下,基于改进型Duffing振子的变压器局部放电微弱脉冲信号的检测方法不仅具有良好的噪声免疫特性,而且具有高精度的检测结果,在变压器局部放电信号检测领域中具有重要的应用价值。     

超高频法检测GIS局部放电

介绍了GIS设备几种常规的局部放电检测方法的优缺点,对超高频法检测原理、定位原理、抗干扰原理进行了阐述,分析了超高频法检测GIS局部放电的的技术关键.     

新型局部放电检测技术研究

受到噪声信号的干扰,实际检测局部放电时,检测得到的放电量数值过小.针对该问题,研究了一种新型局部放电检测技术.根据局部放电产生能量信号,采集放电信号特征,根据不同变化特征的放电信号特征,运用不同处理算法,去除噪声干扰,设定不同识别模式的放电参数,最终完成放电检测技术的研究.选用试验器材,连接局部放电检测装置,采集局部放电参数,并作为标准对比值,分别使用2种传统检测技术与设计的检测技术进行试验,结果表明设计的检测技术得到的放电量数值最准确.     

基于特高频法检测电气设备局部放电的改进Vivaldi天线

为提高检测变电站电气设备局部放电产生的特高频(UHF)信号的有效性,基于超宽带渐变槽线天线理论,在传统Vivaldi天线的侧边增加渐变槽线和谐振腔后,通过仿真及实测发现,改进后的天线工作频段由1.2~3GHz扩展至0.5~3GHz。同时提高了天线的指向性,而保持工作频段上天线相位中心不变。改进后的天线在工作频段上具有更高的增益和灵敏度,在2GHz时增益达到7.9d Bi,平均灵敏度大于12mm。为验证所设计天线效果,在实验室搭建了基于预制缺陷变压器的试验平台,结果表明所设计的天线可以有效检测到局部放电的UHF信号。与传统Vivaldi天线、加脊TEM喇叭天线和螺旋天线相比,改进Vivaldi天线检测灵敏度较高,脉冲时域响应特性更好,利于进一步的信号分析。     

基于混沌控制的局部放电周期性脉冲干扰抑制方法

识别并抑制周期性脉冲干扰是局部放电在线监测的重要环节.由于脉冲波形可能发生畸变,使基于相关、聚类分析的脉冲分类算法在实际应用中参数设置困难甚至算法失效.文中将混沌控制理论应用于局部放电在线监测中,提出了抑制周期性脉冲干扰的混沌算法.该算法利用周期性脉冲干扰的先验知识,设置适当的周期参数扰动来控制Duffing-Homes混沌振子系统,实现对检测信号中的周期性脉冲干扰的精确估计和抑制.实验表明,特定的混沌系统可准确、快速地识别周期性脉冲干扰信号并予以抑制,而对局部放电脉冲信号无任何影响.     

一种用混沌振子去除局部放电信号中窄带干扰的新方法

如何有效地从现场大量的干扰中真实地提取局部放电信号,至今仍是提高在线监测系统的灵敏度和监测可靠性的难题.本文从非线性理论出发,提出用混沌振子去除局部放电信号中窄带干扰的新思路.讨论了用于判断混沌振子状态变化的Lyapunov指数的计算方法,仿真实验表明混沌振子对局部放电信号中的窄带干扰具有较强的敏感性,对局部放电信号和白噪声具有免疫力,能在保证原始局部放电信号失真较小的同时有效地去除窄带干扰.     

GIS局部放电检测

本文广泛地收集了国内外有关资料,对GIS局部放电检测的原理与方法,作了介绍与分析,并对世界各国目前的研究也作了介绍。     

超高频法在GIS局部放电检测中的抗干能力

对ＧＩＳ中局放脉冲激发的电磁波特性进行了分析，介绍了用于检测ＧＩＳ中局放的超高频传感器及其传递特性。分析和是结果表明用超高频法检测ＧＩＳ中的局放，具有良好的抗干扰能力。     

基于向量分析法的三相交联电缆局部放电检测与分析识别技术

三相交联电缆的局部放电诊断易受到外界环境、相间串扰等因素的影响。为了解决信号的串扰问题,介绍了基于向量分析法的三相交联电缆局部放电检测与识别技术。该方法基于不同的局放脉冲衰减程度不同的原理,利用三相信号脉冲组的幅值关系构建三相幅值相位关系图,用来区分外部噪声和内部局放信号,同时分离不同的局放源。通过理论研究与现场实例的分析可以得出结论,该方法在高压交联电缆的局放诊断方面具有较好的可行性和优越性,可有效应用于三相交联电缆局放现场检测和绝缘诊断。     

用超高频局部放电测量法实现电力变压器局部放电的在线监测

高频局部放电测量法(UHF法)与传统的脉冲电流法完全不同，它采集的被测信号为局部放电过程所产生的超高频电磁波：利用UHF法可有效解决电力变压器局部放电在线监测中的抗干扰问题。文中结合变压器结构设计的放油阀式和人孔／手孔盖式超高频信号传感器安装在220kV和110kV电压等级变压器上，成功地捕捉到变压器内部局部放电产生的超高频信号。对变压器局部放电故障诊断的判据等问题进行讨论，为变压器超高频局部放电在线监测方法的应用积累了经验。     

On‐line partial discharge detection of turbine generator using gigahertz‐band spatial phase difference method

Partial discharge (PD) within voids in solid insulating systems is a symptom and/or a direct cause of a deterioration of stator windings of a turbine generator. The bandwidth of the electromagnetic waves emitted from PD is very broad and ranges to the gigahertz. We developed a new system based on the spatial phase difference method for detecting microwaves (GHz) emitted from PD. In this paper we applied this system to two off‐line turbine generators in the overhaul and an on‐line turbine generator which has two built‐in antennas. On‐line PD detection of the turbine generator is very useful for recognizing abnormal and/or deteriorated stator winding insulation without a machine outage. It was found that the detection system was able to detect microwaves emitted from PD in an operating turbine generator. © 2000 Scripta Technica, Electr Eng Jpn, 131(4): 38‐43, 2000     

基于甚宽带脉冲电流法的局部放电检测系统

局部放电的检测与分析是评价电力设备绝缘状况,发现早期故障的一种有效方法.与传统的脉冲电流法相比,甚宽带测量方法可以获取更多的局部放电信息,有助于提高测量的灵敏度和抗干扰能力.本文介绍了基于甚宽带脉冲电流法的局部放电检测系统,研究了传感器特性、脉冲分离技术和定量方法.并在实验室和现场对该系统的性能进行了测试,结果表明该系统具有灵敏度高和抗干扰能力强等优点,可以有效地应用于局部放电的现场检测和在线监测.     

接触电阻时间序列的混沌特性识别与预测研究

接触电阻是表征触点接触性能的一个重要指标。对监测得到的接触电阻时间序列进行混沌特性识别与预测。运用Cao氏法确定了接触电阻时间序列的最小嵌入维数,通过绘制其相轨线图和计算最大Lyapunov指数,从定性和定量两个角度分别验证了接触电阻时间序列具有混沌特性。最后基于最大Lyapunov指数方法对接触电阻时间序列部分数据进行了短期预测,并给出了混沌预测的尺度。结果表明,在可预测尺度内,预测效果较好且比较稳定,超出可预测尺度范围后,预测误差变大且不稳定。     

基于Iradon-CNN的变压器局部放电状态识别方法

为解决变压器局部放电故障所带来的安全隐患,提出了一种基于逆拉冬变换(Inverse Radon transform,Iradon)-卷积神经网络(Convolutional Neural Networks,CNN)的变压器局部放电信号图像识别方法。针对三种故障进行了局部放电实验,首先通过共振稀疏分解对局部放电信号进行分解,获取低共振分量,然后将其转换成Iradon图像,最后利用CNN自适应地提取Iradon图像的特征信息。结果表明,该方法能够准确提取信号特征,具有强大的数据处理和识别功能,并为变压器局部放电状态的识别提供了丰富的信息,提高了学习效果和识别精度。     

Development of partial discharge detection method using an autoregressive model in gas-insulated switchgears (GIS)

Gas-insulated switchgears (GIS) are important equipment in electric-supply stations where advanced techniques for safety and maintenance are required. As a result, a system is being developed that can automatically monitor and diagnose a GIS in service. This article focuses on some problems concerning insulating functions of GIS to discuss a method of signal processing for partial discharge detection and position identification. For sensors, potential detectors were installed on flanges of the GIS. Focusing on the potential fluctuations measured by these detectors, an autoregressive model is designed for potential fluctuation in a state without any partial discharge. This model is called a normal state model. The difference was found between potential fluctuations measured during partial discharge and those of the normal state model. The index of whiteness test method of the residual random process is a useful parameter for representing this difference, and the use of this method allowed detection of partial discharge that could not be found at normal potential levels. These results indicate bright prospects for manufacturing a monitoring system that can detect deterioration in GIS insulation with a high sensitivity in an early stage and that also operates on-line.     

Recent trend of the partial discharge measurement technique using the UHF electromagnetic wave detection method

The ultra high frequency (UHF) electromagnetic wave detection method has been widely studied and used in partial discharge (PD) measurement and as a diagnostic technique for insulation performance in gas‐insulated switchgears (GIS) and transformers. The UHF method has advantages such as high sensitivity, wide detection range and reduced external disturbances. On the other hand, there are still some issues to be solved in the UHF methods, such as a clear understanding of the propagation characteristics of electromagnetic waves arising from the structure of the equipment, optimization of antenna design, calibration of charge, etc. This article deals with the present status and future trend of the technology of this promising UHF method of PD measurement, together with recent activities and results from our laboratory. Copyright © 2007 Institute of Electrical Engineers of Japan. Published by John Wiley & Sons, Inc.     

基于小波分解与滑动峰态的微弱放电信号联合检测方法

基于四阶累积量的滑动峰态算法在表征微弱信号的非高斯特性方面具有优势,可用于对微弱放电信号进行检测。但在混合噪声干扰下,受固定滑动窗宽度的影响,该算法对微弱放电信号的检测性能会显著劣化。针对该问题,提出了基于小波分解和滑动峰态相结合的联合检测方法,并进行了仿真分析和实验验证,结果表明:利用小波变换对信号的多尺度分解以及信号在不同分解尺度上的特征差异,该联合检测方法实现了信号在多个优化的滑动窗宽度共同作用下的峰态检测,进一步增强了其抗噪声干扰能力,对微弱放电信号的检测性能相比原有滑动峰态算法有明显提升。     

基于极间分压检测的VHF-EDM放电状态检测系统设计

针对甚高频脉冲谐振频率随回路阻抗变化而迁移导致脉冲电压幅值变化及甚高频脉冲双极性特点导致传统检测方法无法适用的问题,提出了基于极间分压检测的甚高频EDM放电状态检测方式。利用分压、整流、滤波多模块共同作用实现对极间高频高压双极性脉冲到低压单极性直流信号的转换,同时通过检测直流信号则可以直接表征出当前开路电压大小及极间放电状态的变化。在仿真及实验验证检测方法可行性的基础上,设计出基于该检测方案的放电状态检测系统及相应检测算法,成功验证了甚高频微纳电加工所需的脉冲频率自动寻优技术及甚高频放电状态检测的有效性,有利于提升甚高频电火花加工过程中放电状态检测精度。