GIS局部放电信号超高频包络检波电路的研制

GIS局部放电超高频信号带宽高达数GHz,对其实施实时采样成本很高;其包络信号包含了放电的缺陷特征,采用检波电路提取其包络然后进行信号分析,可以大大降低对采样系统的要求。笔者在对高频检波二极管特性分析的基础上研制了适用于提取GIS局部放电信号包络的超高频包络检波电路,采用ADS软件对该电路进行的仿真显示其具有很好的宽带特性和较小的峰值误差,电路的实际测试验证了该检波电路在GIS局部放电的研究中获得了较好的包络提取效果。     

100 MHz采样速率局放在线监测智能单元的开发

电力设备的局部放电(局放)信号频率范围较宽,为使用高采样速率的数据采集板卡构建在线监测系统,用FPGA技术开发了局放信号在线监测智能单元。该单元实现了8位采样数据精度,100MHz采样速率,100MHz的模拟输入带宽,2MB存储深度;该单元还实现了信号的放大,多路选通,信号隔离等信号调理功能以及基于RS-485和CAN的双总线通讯。最后对局放信号进行初步的放电相位分析。该智能单元可广泛应用于需要局放测试的电力设备。     

基于LabWindows/CVI的GIS局部放电在线监测系统软件的设计与开发

目前国内外气体绝缘封闭开关设备（GIS）局部放电在线监测系统多采用高频（UHF）传感器技术,但实现的是低速采集,分析方法也多采用统计分析方法.这种测量及分析方法遗漏了大量的放电故障特征信息.文中介绍了一种基于LabWindows/CVI软件开发平台开发的GIS局部放电在线监测系统软件.它采用传统统计法测量和高频宽带测量2种方法,实现了局部放电统计分析和单次放电脉冲波形分析,对GIS盘式绝缘子的绝缘状态进行诊断.该监测软件调用MATLAB的高级分析工具包实现了小波和分形等复杂数据分析,从而实现了对局部放电信号的定量分析;基于ODBC的数据库技术实现CVI与Oracle数据库互联,采用数据库管理大量历史数据;基于Datasocket协议的软件设计实现网络通信.     

GIS局部放电监测系统设计与实验研究

为研究利用超高频法进行GIS局部放电在线监测,研制了局部放电在线监测系统。系统由现场主机完成局部放电检波信号的实时采集与单次放电超高频信号采集,并提取放电信号的幅值和相位信息。远程主机实现放电分析的功能,通过在GIS模型设置不同放电源,进行在线监测实验。结果表明系统可以有效地检测GIS局部放电信号,并进行放电分析,可据此进行放电类型的识别,系统的软硬件设计方案切实可行。     

特高压变电站GIS局放在线监测技术提升措施及案例分析

交流特高压GIS设备对气室内局放具有较高的要求,特高频局放在线监测可以对GIS内部情况进行实时监控,但仍存在可靠性差、误报率高等问题。文中阐述了特高压变电站GIS局部放电在线监测技术应用现状和配置情况,对GIS局部放电在线监测系统应用中存在的问题进行了总结,并提出了相应的提升措施。结合某特高压变电站的在线监测应用情况,通过特高压GIS内部局部放电的具体案例,证实GIS局放在线监测系统对于某些GIS设备内部故障具有一定的预见性,在采取提升措施后,结合移动式带电检测技术,可有效发现和跟踪GIS局部放电故障,避免重大设备故障的发生。     

GIS局部放电重症监测系统及其应用

GIS局部放电重症监测系统综合了应用特高频(UHF)、超声波(AE)和高频电流(HFCT)检测原理,应用该系统对运行中的GIS设备进行短期实时局部放电信号采集、分析,可及早发现GIS内部存在的各种绝缘缺陷。利用该系统对某变电站GIS异常局放信号进行监测,判断出异常信号具有绝缘早期或悬浮放电特征,并及时掌握了局放信号的变化趋势,确保了GIS设备安全稳定运行。     

基于分形理论的XLPE电缆局部放电在线检测

采用高频宽带电磁耦合法检测了XLPE绝缘电力电缆的局部放电信号 ,用基于分形学分数维数和自相似原理识别、处理局部放电信号的数字分析系统来有效提取局部放电信号特征值 ,抑制或剔除噪声信号干扰。还提出了XLPE绝缘电力电缆局部放电在线监测、巡测的基本方法。     

新型的电缆局部放电在线监测系统研究

城市电网中因电缆沟电缆故障起火的事件时有发生,电缆绝缘劣化是电缆发生故障的重要原因,局部放电(简称局放)是电缆绝缘缺陷的表征,也是导致其绝缘劣化的主要原因之一。一直以来手持局放仪巡检电缆线路是诊断电缆绝缘状态的重要方法,为降低工作人员手持局放仪巡线的繁琐程度,研究了一种新型的电缆局放在线监测系统,该系统中使用高频电流传感器耦合流过电缆接头接地引下线的高频脉冲电流信号,并通过新型局部放电采集器将局放综合信息上传至局放监测主机,完成局放信号的实时在线监测。与传统的局放采集器相比新型局放采集器搭载了电力人工智能芯片,实现了局放信号处理的边缘计算,极大地缓解了庞大安装数量级下局放监测主机的压力,最后在现场测试中应用了该系统,并验证了该系统的可行性。     

深圳110kV高新站110kV GIS秀高Ⅰ线间隔缺陷分析

为了防止GIS的内部缺陷进一步发展造成事故,对GIS局部放电(局放)进行检测十分必要。笔者利用GIS特高频局放在线监测系统发现110 kV高新站110 kV GIS秀高Ⅰ线间隔有局部放电信号,并采取现场GIS局放带电测试、定位,以及进行一序列的开盖检查及缺陷排查,发现局放源位于110 kV高新站秀高Ⅰ线GIS A相电缆终端接头位置,最后更换了A相电缆终端接头后局放信号消失,避免了事故的发生,从而验证了GIS特高频局放在线监测系统检测GIS设备内电缆终端头故障的有效性,为较早地发现GIS内电缆终端头内部缺陷提供了有效检测方法和依据。     

一种新型便携式多功能局部放电在线检测仪器的设计

针对传统小型局部放电检测设备功能单一、数据收集整理困难、大型局放检测装置操作复杂、不利于推广的缺点,在分析比对主流的局放信号检测方式后,设计开发了一种新型局部放电在线检测仪器,能够同时实现地电波(Transient Earth Voltage, TEV)、超声和高频电流三种检测方法。检测装置以ZYNQ7020嵌入式系统为核心,外围硬件电路部分实现信号采样、外设操作、通信和信息存储等功能,软件部分完成信号降噪、数据处理、交互界面设计和故障诊断等工作。该局放检测仪能够满足不同配电设备的在线监测需求,为用户提供全面、具体、多样化的数据参考。     

气体绝缘系统中典型缺陷的超宽频带放电信号的分形分析

要提高气体绝缘系统(GIS)放电在线监测与诊断的准确性，需要研究其典型缺陷的超宽频带放电特征。但GIS中放电频率高、频带宽，基于IEC60270标准的常规低频局部放电统计分析方法难以对放电特征进行分析。文中提出应用基于小波提取技术的放电信号的分形分析方法，对GIS中典型缺陷放电的各频段信号进行分维数计算，用分维数来量化分析GIS中超宽频带局部放电的频谱特性，发现了GIS中不同金属性表面缺陷的超宽频带放电分形特征的明显差异，对进一步将超宽频带放电检测技术用于GIS局部放电在线监测具有重要意义。     

预防气体绝缘开关装置故障的超高频局部放电在线实时监控系统

超高频局部放电在线实时监控系统可预防气体绝缘金属封闭开关设备(gas insulated switchgear,GIS)发生灾难性故障。介绍了超高频局部放电实时监视系统的基本结构、局部放电试验情况,并给出了该系统在韩国应用的2个实例,该系统的数据库储存了实验室条件下的各种超高频局部放电数据和现场实际运行中的局部放电信号,安装该监控系统后,非专业人员也可判断GIS的状态。     

GIS中局部放电在线监测研究的现状与展望

阐述了GIS的局部放电产生的根本原因和目前普遍采用的5种在线监测方法。介绍了相位门极控制、物理—化学诊断、小波和有限时域差分等近期新的研究,在故障模式识别方法中,重点介绍了通过局放信号相位分布与放电模式极性间关系判别故障类型的方法;最后提出了该项研究目前存在的问题及发展方向。     

变压器局部放电超高频检测中的混频技术研究

信号的提取和分析是局部放电超高频检测中的重点和难点，文中提出用混频技术提取局部放电信号超高频分量的新方法。用混频技术进行超高频数字信号处理的仿真实验，结果表明该技术既可保留信号包络的峰值和相位特征，又降低了超高频信号的频率。基于混频技术建立变压器局部放电超高频在线监测系统，并对典型局放模型进行实验，结果表明混频技术的应用可以有效地提取中心频率在400—800MHz之间(最小步长5MHz)、带宽为10、20、40或80MHz的局部放电超高频信号，准确地计算放电相关参数，抗干扰性强且提取的放电信息丰富，可用于变压器局部放电超高频在线监测和智能化诊断。     

基于小波分解尺度系数能量最大原则的GIS局部放电超高频信号自适应小波去噪

抑制干扰是GIS局部放电在线监测的关键技术之一。尽管局部放电超高频检测方法能够有效避开低频干扰,但来自测量系统的白噪声仍然为准确测量局部放电带来困难。为有效抑制白噪声,提高局部放电超高频法的测量精度,本文提出一种用于GIS局部放电超高频信号的自适应小波分解去噪算法,该算法基于每层小波分解尺度系数能量最大的原则,逐层自适应选取最优的小波进行分解,并结合Donoho提出的软阈值法进行去噪。对人工绝缘缺陷产生的四种GIS超高频信号的去噪结果证明了该算法较其他小波算法能更好地去除白噪声且去噪后信号波形畸变较小,具有很好的应用前景。     

750kV GIS隔离开关内部局放检测及诊断分析

简述兰州东变750kV GIS 75221 A相隔离开关局放发生情况,简介GIS超声局放测试系统原理和测试流程,比较GIS设备局放测试的超声法和传统测量方法的优缺点并分析二者之间的相关联系,深入分析75221 A相内部局部放电特征,以诊断放电类型并进行放电定位原因分析。结果表明,AIA型超声局放仪适用于已经投运的GIS设备、SF6罐式断路器等设备的局放带电检测和短期的在线监测。     

基于ARTNN的GIS绝缘故障识别新方法

为根据局部放电信号识别早期的GIS绝缘故障缺陷类型,提出了一种利用ART神经网络在线识别GIS绝缘故障类型的新方法。较之常用BP神经网络,该法训练时间短、所需样本少、权值稳定、不存在局部收敛,故更适于在线识别。网络的输入量为一个工频周期内局部放电脉冲重复率、主频率、阻尼系数、放电量、放电相位分布。利用5种GIS绝缘缺陷类型的实验所得数据对ART神经网络进行训练及验证,证明该法的缺陷类型正确识别率可>98%,在GIS绝缘故障类型的在线模式识别中具有广泛的前景。     

新型GIS局放超高频传感器抑制干扰的研究

利用一种新型的便携式超高频 (UHF)传感器对GIS局放在线监测可能遇到的干扰模型进行抗干扰试验 ,其中包括 :高压导体上的金属尖刺及接触不良、接地体之间的接触不良、沿面闪络及无线电通讯信号。利用UHF传感器对各个模型进行抗干扰实验 ,通过对放电的常规信号和UHF信号的比较表明 :新研制的UHF传感器可抑制空气中高压导体上的金属尖刺的电晕和沿面闪络的干扰 ,无法抑制无线通讯信号和空气中高压端悬浮电位产生的干扰 ,可通过相位信息给予解决。     

运行中的GIS不同部位盘式绝缘子超宽频带局部放电特性试验研究

采用超宽频带局部放电测试系统,研究了玉泉变运行中的110kV电压等级GIS各关键部位盘式绝缘子的超宽频带局部放电信号。试验结果发现,运行中的GIS不同部位的盘式绝缘子具有各不相同的局部放电特征,且放电频率主要集中在300MHz频率段以下,为今后GIS在线监测提供了数值依据。     

GIS在线检测中局部放电和外部干扰信号的识别

采用小波时频分析的方法对发生在气体绝缘金属开关设备(GIS)内部局部放电而激发的电磁波和外界的电晕干扰进行了分析,讨论了区分和识别外部和内部放电及外界干扰的可能性。在单一信号存在的情况下,发生在GIS变电所的电晕干扰一般在130MHz以下,频宽小于70MHz,而内部放电激发的电磁波信号无论何种缺陷以及类型如何,其频宽至少是电晕干扰的2倍以上,所以,从信号的带宽上可以判别是内部放电还是外部干扰。当电晕和放电信号共存时,可以通过信号的带宽和信号到达的前沿综合判断。结果表明,该方法简单有效,可以满足在线检测中信号识别的要求。