基于电力电缆绝缘去极化电流的扩展Debye等效电路参数辨识

构建电力电缆绝缘等效电路模型是研究电力电缆绝缘老化状态评估的关键,其扩展Debye等效电路参数的辨识是此部分研究的一个难点。针对传统等效电路参数辨识方法的结果受各支路时间常数值影响大的问题,结合奇异熵和总体最小二乘-旋转矢量不变技术(TLS-ESPRIT)算法提出一种对电力电缆扩展Debye等效电路参数计算的新方法。首先,利用去极化电流构建奇异熵增量曲线,根据曲线的分布规律确定扩展Debye等效电路的极化支路数;然后借助TLS-ESPRIT算法得到各支路的时间常数和弛豫系数;最后计算出各极化等效支路的电阻、电容值。仿真和实测结果证明:所提方法可以有效确定扩展Debye等效电路的极化支路数,并且可以唯一计算出各极化等效支路的时间常数和弛豫系数,其计算结果不受各支路时间常数值的影响。     

变压器油纸绝缘等效电路参数辨识及绝缘状态对参数的影响分析

通过回复电压特征量的测量值,利用果蝇算法求解出变压器油纸绝缘等效电路参数。将所求参数代入仿真模型得到回复电压极化谱,其与测量值拟合很好,验证了所求参数的正确性。根据电压等级、容量的大小,将7台变压器分成3组,计算出各变压器的油纸绝缘等效电路参数,并分析了绝缘状态对等效电路参数的影响。分析结果表明,绝缘状态较好的变压器的绝缘电阻、极化电阻和最大时间常数,要大于绝缘状态较差的变压器的绝缘电阻、极化电阻和最大时间常数。     

10 kV电力电缆绝缘在线监测的一种新方法

在简述现有的电力电缆绝缘监测方法的基础上,提出了一种基于模型参数识别的电力电缆绝缘在线监测的新方法,对10 kV电力电缆每条线路的每一相分别建立数学模型,基于模型参数识别方法建立以线路参数为未知量的微分方程,利用实时采集到的电压、电流求解最小二乘意义下的模型参数估计值,依据得到的电缆线路对地绝缘电阻值,从而判断电缆的绝缘水平.经EMTP仿真结果验证,该方法正确、可靠,并且可以和馈线保护合为一体,满足自动化的要求.     

10kV电力电缆绝缘在线监测的一种新方法

在简述现有的电力电缆绝缘监测方法的基础上,提出了一种基于模型参数识别的电力电缆绝缘在线监测的新方法,对10 kV电力电缆每条线路的每一相分别建立数学模型,基于模型参数识别方法建立以线路参数为未知量的微分方程,利用实时采集到的电压、电流求解最小二乘意义下的模型参数估计值,依据得到的电缆线路对地绝缘电阻值,从而判断电缆的绝缘水平。经EMTP仿真结果验证,该方法正确、可靠,并且可以和馈线保护合为一体,满足自动化的要求。     

基于交流耐压试验的电力电缆绝缘缺陷检测方法研究

提出一种基于交流耐压试验的电力电缆绝缘缺陷检测方法,该方法以升(降)压过程中的暂态电压、电流为信号源,构造与暂态电压、电流各次谐波相关的判别函数,计算出判别函数的极值分布和电缆绝缘总绝缘电阻的频率特性,实现了对电缆绝缘缺陷的诊断和交流耐压试验对电缆本身绝缘损伤程度的评估。该方法充分利用了电力电缆交流耐压试验的信息,提高了电力电缆交流耐压试验的效率,有助于电力电缆检测技术的发展。     

混联等效电路p参数诊断变压器油纸绝缘老化研究

针对油纸绝缘变压器内部绝缘介质弛豫响应的复杂性,根据油纸绝缘结构特征,结合Maxwell电路理论,提出建立混联等效电路新模型来表征油纸绝缘弛豫过程。根据混联等效电路的理论分析,推导出混联等效电路参数和回复电压的求解公式。在混联等效电路基础上,提出一个利用p参数来诊断变压器油纸绝缘老化状态的新方法,为其后续绝缘诊断奠定基础。研究结果表明:混联等效电路p参数与极化电压、充电时间变化无关,利用p参数与变压器油纸绝缘系统的纸中微水含量之间的函数表达式可准确诊断变压器油纸绝缘系统老化状况;当p在区间(+∞, 0.323)时,变压器绝缘状态良好;当p在区间(0.193, 0.323)时,变压器绝缘老化较严重;当p在区间(0, 0.193]时,变压器绝缘老化严重。     

稳定图法在极化等效电路参数辨识中的应用

交联聚乙烯(XLPE)电力电缆绝缘等效电路模型的参数辨识是评估其绝缘老化状态的关键。针对现有等效电路参数辨识方法的局限性,该文提出了一种基于稳定图和状态空间模型(SSM)算法的扩展Debye等效电路模型参数计算方法。首先,利用去极化电流数据通过SSM算法生成稳定图;然后,由稳定图中稳定轴的数量确定弛豫支路数;最后,利用SSM准确地计算出等效电路的唯一参数。仿真结果表明,该方法抗噪声能力强、精度高,克服了传统方法存在的问题。实例验证了该方法的可行性和有效性。     

用接地线电流法进行电力电缆绝缘在线监测的仿真计算

为单相电力电缆接地电容电流、三相电力电缆接地不平衡电流建立了电缆的分布参数仿真模型,计算了电力电缆在运行条件下其接地电容电流、接地不平衡电流对电缆绝缘缺陷状况反映的有效性与灵敏性。仿真结果表明,在线监测得到的接地电容电流或接地不平衡电流与绝缘缺陷有很高的正相关性,并且灵敏性较高,其灵敏性与电缆负载、缺陷位置等有关,三相电力电缆接地不平衡电流反映缺陷的灵敏度要明显高于接地电容电流。开发的基于ATP的仿真模型及相应的Matlab分析软件可以作为一种良好的学习型软件,用以指导现场在线监测测量结果的分析及故障部位的确定。     

基于回复电压法的变压器油纸绝缘状况的等效仿真分析

为研究变压器的绝缘状况,通过建立均一绝缘介质的等效电路模型,仿真分析了模型参数和试验参数的改变对回复电压初始斜率和主时间常数的影响。仿真结果表明:回复电压的初始斜率和主时间常数可以用来判断变压器的绝缘状态,通过改变模型参数和试验参数可等效变压器的不同绝缘状态,为研究变压器油纸绝缘老化状况提供了新方法。     

油纸绝缘变压器老化特征分析

目前,国内外学者对回复电压法做了大量的研究,但是还没有一个明确评估变压器油纸绝缘老化状态的方法。在理解介质极化特性的前提下,以变压器油纸绝缘极化等效电路模型为基础,仿真分析了回复电压特征量随极化等效电路参数(极化电阻、极化电容以及支路数)变化的规律。仿真结果表明,回复电压峰值的最大值、回复电压初始斜率最大值及主时间常数等可用来评估变压器绝缘状况。同时,等效电路模型的支路数也可辅助评估变压器的绝缘状况。最后对多台实际变压器进行测试分析,验证了上述特征量用于评估变压器绝缘状态是可行的。     

电力变压器冲击试验故障定位的频域仿真方法

建立了电力变压器在冲击试验条件下的频率依赖参数的等效电路模型。利用这个模型可以计算变压器的入端阻抗及各个节点的电压转移函数。实例计算入端阻抗与实测的结果吻合得很好,表明该模型可以用于变压器冲击试验的故障仿真分析。在此基础上,针对变压器对地绝缘击穿和绕组间绝缘击穿这两种类型的故障,通过在变压器等效电路的不同节点处设置故障,计算中性点处的电压转移函数并分析其变化规律,找到了一种可行的故障定位的方法。     

高压XLPE电缆绝缘多参数在线监测

建立了在交流电压作用下高压交联聚乙烯(XLPE)电缆绝缘的参数模型,并分析了电缆绝缘劣化时绝缘参数的外在表现.提出通过监测XLPE电缆的工作绝缘电阻、等值电容、介质损耗因数及各参数的变化趋势来综合评定电缆的绝缘状况.并分析了该方法的有效性及合理性.设计了高压XLPE电缆在线监测装置.在数据处理方面,采用基于LM(Levenberg-Marquardt)算法的非线性最小二乘拟合法对采样信号进行拟合,将信号进行快速傅里叶变换得到的谐波分析结果作为LM算法的迭代初值,并利用拟合结果计算出电缆绝缘的被监测参数.仿真分析表明,该算法收敛速度快、精度高,能很好地抑制电网频率波动、直流分量以及谐波含量对被监测参数的影响.     

XLPE电缆交叉互联接线时的绝缘在线监测

XLPE电力电缆的交叉互联接线方式具有屏蔽层接地回路环流小、经济安全等优点,但因无法直接测得各段流经主绝缘的电流值的特征量而给绝缘在线监测带来了困难。为了研究电缆在交叉互联接线时的绝缘在线监测方法,介绍了电缆主绝缘各项参数的等值计算方法,并且对交叉互联接线的XLPE电力电缆的一个标准单元展开了分析,通过分析和计算其等值电路,说明了利用向量运算分析方法的理论依据,以及定量的分析了各处监测点的电流值。利用Matlab仿真可以检测到各处电流值和母线电压的向量值,计算出流过主绝缘电流向量值,然后计算出等值阻抗值、等值容抗值和介质损耗角正切值等绝缘参数,从而可以判断交叉互联电缆各段的绝缘状况。不同绝缘故障下电缆的仿真分析结果表明:无论是单相绝缘故障还是多项同时出现绝缘问题,向量运算分析方法均能准确判断各段的绝缘状况。采用此向量运算方法来判断各段电缆的绝缘状况可靠且可行,为绝缘在线监测提供了一种新方法。     

高压直流挤包绝缘电缆系统试验的分析和研究

与高压交流挤包绝缘电缆系统的试验相比,高压直流挤包绝缘电缆系统试验需要考虑电缆绝缘内最大温差和叠加冲击电压试验这两个难点。直流电缆制造商会依据绝缘材料和电缆设计特点,向试验机构提供绝缘内最大温差的数值。在负荷循环的稳态过程中,需要控制绝缘内最大温差。由于在试验过程中没有办法直接测量绝缘内最大温差,其数值是通过稳态热传递原理公式推算得到的。对依据稳态热传递原理推算的绝缘内最大温差和负荷循环的执行情况进行了说明。运行中的高压直流输电线路除了承受正常的工作电压外,同时还可能承受雷电和操作冲击的作用。因此,在高压输电线路的绝缘设计中,需要考虑直流高压下的空间气隙的冲击放电特性,并对叠加冲击电压试验进行研究。对叠加冲击电压试验的两种试验回路进行了分析和探讨。     

变压器油纸绝缘介质响应等值的电路建模研究

回复电压诊断方法是一种无损诊断变压器绝缘状态的方法。目前的研究主要基于试验获得的极化谱分析变压器的绝缘状态,利用等值电路更易于分析其极化机理,但现有的电路模型尚不完善,文中系统地给出了油纸绝缘变压器的基于扩展德拜等值电路建模的详细过程,在此基础上,给出了从等值电路模型求解回复电压特征量的思路,并使用一台变压器油处理前后的数据计算了其回复电压极化谱,计算结果表明基于扩展德拜模型等值电路和回复电压计算方法是可行的,利用计算获得的极化谱可以有效分析变压器的绝缘状态,为准确评估变压器老化提供了新的思路,并为分析相关影响因素奠定了基础。     

电力电缆故障冲闪测试放电回路建模

对电力电缆故障冲击高压闪络测试(简称冲闪测试)系统的放电响应进行了研究.在只考虑暂态低频分量信号的条件下,利用电缆的均匀传输线T型等效网络,建立了冲闪测试放电回路的集中参数电路模型.根据电缆的结构和材料参数.以及电缆集中参数与其分布参数之间的关系,推导了模型的电流、电压响应近似表达式.以及电流响应的衰减系数和振荡频率表...     

基于冲击介电响应法的电力电缆绝缘状态评估

为了解决传统频域介电谱法在电缆绝缘测试中的不足,提出一种基于冲击电压的介电响应法用于评估电缆绝缘状态。首先从理论上对冲击介电响应法进行推导,然后从仿真角度分析用该方法评估电缆绝缘状态的可行性,最后搭建了冲击实验平台,并对不同老化时长的短电缆样本进行测试。结果表明:冲击介电响应法能够反映出电缆在较宽频率范围下的介质损耗变化,老化电缆的介质损耗因数随着频率升高出现回升现象,且随老化时间的增加其回升程度更为明显。研究结果表明冲击下的介电响应特征能有效评估电缆的绝缘老化状态。     

基于多元线性回归的阻性和容性电流分解

为了研究交流电压作用下非线性半导体器件和非线性绝缘电介质的绝缘状态和介电性能,提出一种阻性和容性电流分解算法。以非线性电阻和非线性电容构成的并联等效电路为研究对象,推导响应电流关于激励电压的非线性方程。通过坐标变换,将其转化成多元线性方程。利用多元线性回归方法,获得等效电路参数且实现了阻性和容性电流的分解。定性分析该算法的抗干扰能力和对非标准正弦波电压的适应能力。仿真结果表明:该算法可以准确地实现阻性和容性电流的分解;当响应电流含有55 d B的噪声时,电路参数的求解误差较小;激励电压谐波分量对电路参数的求解几乎没有影响。实验结果表明:该算法可以实现MOA阀片在交流电压作用下全泄露电流的分解。     

基于冲击电压下有功损耗测量的电缆绝缘状态评估

为评估运行电缆的绝缘状态,设计了一套基于Lab VIEW的冲击电压及冲击电流的测量系统,在此基础上,提出了有功损耗评估电缆绝缘状态的方法。测量系统采用两级分压的低阻尼阻容串联分压器作为电压传感器,空心罗氏线圈作为电流传感器,DS6104示波器作为数据采集装置,通过Lab VIEW软件平台实现对示波器的控制及数据的采集和存储。测量结果表明该系统能够实现对冲击电压和冲击电流的自动同步采集和存储,波形无振荡、无畸变。通过测量水树老化电缆的冲击电压和冲击电流数据并进行数值积分,得到冲击下的有功损耗。与介质损耗正切值测量结果对比,发现两种评估手段的结论是一致的,表明有功损耗能够良好地反映电缆的绝缘状态。