GIS局部放电特高频检测系统标定方法应用研究

科学有效地标定GIS局部放电特高频检测系统,对于保证GIS设备安全可靠运行有着至关重要的作用。详细研究了GIS局部放电特高频检测系统不同层次的标定方法,包括厂家内置传感器灵敏度标定方法、现场内置传感器灵敏度标定方法以及模拟装置、扫频法、GTEM小室3种实验室检测系统标定方法的基本原理和应用情况,并讨论了其发展趋势。对GIS局部放电特高频检测系统入网检测、定期检测及到货检收有着重要意义。     

GIS局部放电特高频在线监测系统传感器配置方案研究

笔者通过在一个220 kV GIS线变间隔断路器气室、母线气室和进线气室安装尖刺故障模型,在盆式绝缘子和绝缘衬垫上进行检测,验证了特高频传感器的灵敏度及衰减特性。结果表明:在外加电压7 kV、视在放电量为5 pC的试验条件下,UHF传感器就可以准确地检测放电信号,并准确判断放电类型及故障位置。试验发现局部放电产生的电磁波经过L型、T型、断路器仓、CT等结构,发生了明显衰减。不带金属屏蔽环的盆式绝缘子和绝缘衬垫,更有利于检测放电产生的电磁波信号。根据测试结果提出了合理的GIS局部放电特高频在线监测系统传感器配置方案。     

GIS特高频局部放电检测定位方法

放电源定位是GIS局部放电检测过程中非常重要的一个步骤。通过定位信号源,可以准确判断信号是否来自GIS内部,并进一步确认故障元件位置,提高检修工作效率。介绍特高频法局部放电检测的几种定位方法,以及这几种方法的适用场合。现场检测表明,熟练掌握定位方法是现场有效开展特高频局部放电检测的关键环节。     

GIS设备特高频局部放电现场测试标准化作业

为了防范GIS故障的发生,目前设备运维方采用了多种多样的检测手段,其中局部放电测试作为非常有效的方法之一被广泛采用.由于其受外界干扰影响大及非定量的检测方法,检测人员有效地进行带电局放检测具有一定难度,本文所述的规范检测流程对提高检测效率具有一定的帮助.本文从检测前期现场勘察、工作票办理、班前后会注意事项开展标准化作业...     

特高频及超声波法在GIS设备带电检测中的应用

GIS局部放电带电检测能检测出GIS内部接触不良、绝缘劣化等问题,防止缺陷进一步扩大,保障设备与电网安全运行。介绍了特高频法与超声波法的原理及在GIS局放带电检测中的应用,并结合某500kV变电站GIS的实际案例进行说明,根据放电波形确定放电类型,使用幅值定位法和时差定位法确定放电位置,设备停电解体情况验证了检测分析结果的正确性。     

自主脉冲标定式特高频局部放电带电检测相位同步方法

针对现有的特高频局部放电带电检测系统,提出一种基于特高频自主标定脉冲的相位同步方法。该方法使用一个同步电路,在工频信号上升沿过零点同步输出一时频特性固定的特高频时间标定信号,实现相位的同步。此信号与局部放电脉冲信号同时被局部放电特高频检测系统所采集,并以其时频参数为特征参量,采用聚类方法加以分类标记。利用局部放电特高频脉冲与其前后时间标定信号的时差便可计算其在工频信号的相角位置。实验结果验证了该方法的有效性和实用性。     

GIS局部放电检测用特高频天线研究现状及发展

因抗干扰能力强、灵敏度高等优点,目前特高频法检测GIS局部放电在电力系统中获得广泛应用,其中天线是特高频检测系统中的关键组件之一。笔者在介绍特高频接收天线基本工作原理的基础上,分别综述了多种不同类型的内置及外置特高频天线的性能及结构特点,分析了用于GIS局部放电检测中各种天线的优缺点,并讨论了其发展的趋势。论文对天线的性能优化及新型天线的研制有重要指导意义,并可为GIS局部放电特高频检测系统中天线的选择提供依据。     

GIS局部放电特高频信号特征的研究

为了研究GIS（全封闭气体绝缘组合电器）设备内部各种不同类型局放故障的特高频信号特征,利用实际的110kVGIS母线段建立了一套GIS局部放电试验平台,并在试验平台上进行了高压尖端、地电位尖端、盆式绝缘子表面金属颗粒、悬浮电位放电和绝缘子内部缺陷等几类典型缺陷模型的局放试验,获取了不同缺陷的图谱资料。试验结果表明,依据特高频信号的特征,可以对不同类型缺陷进行区分。     

GIS内置特高频传感器性能参数的数值仿真与优化设计技术

为更有效地监测气体绝缘组合电器(gas insulation switchgear, GIS)特高频(ultra-high frequency, UHF)局部放电,针对GIS内置圆盘型UHF传感器开展了优化设计技术研究。首先分别建立了内置UHF传感器GHz横电磁波小室(GHz transverse electromagnetic, GTEM)等效高度和回波损耗参数(S₁₁)的测试仿真模型,考察了传感器安装手孔、结构参数与传感器性能参数的影响关系,并开展了传感器性能的仿真与实测对比研究。结果表明:随着手孔直径的增大,谐振频率逐渐降低;传感器整体等效高度与手孔深度呈反比关系。随着电极直径的增加,最低谐振频率逐渐降低,且电极越薄越有利于UHF信号的接收。最后优化研制了内置传感器,平均等效高度为14.0 mm,与仿真等效高度曲线基本一致,实验结果表明优化后传感器的检测灵敏度优于商用传感器。     

基于多传感器的变压器特高频局部放电定位方法研究

研究了基于多传感器的变压器特高频局部放电定位关键技术——时延估计方法和定位算法,阐述了时延估计方法、原理以及实现流程,并对定位算法进行了说明。结果表明:基于最小均方算法(LMS)的自适应时延估计法具有较高的精度,模拟退火算法计算出的放电源位置与真实放电源的位置距离最近,两者相结合能够判断放电信号的来源,并实现放电源的定位。     

750 kV GIS电流互感器现场检定试验方法

750kV特高压变电站普遍采用气体绝缘封闭式组合电器(GIS或HGIS)形式,电流互感器(TA)封装在罐体内部。GIS线路全封闭的特点使管道内电流互感器的检定试验回路长,阻抗大,所用设备多,难以升至设备额定电流。采用外推法或TA分析仪进行操作,检定电流小,降低了检定数据的可靠性。选择合适的试验回路和使用电容器进行无功补偿,使回路在串联(或并联)谐振状态工作是进行GIS电流互感器现场试验的关键技术。为此,针对兰州东750kV变电站试验线路,提出了多种回路选择和无功补偿方案,分析了各自的特点及适用范围,并选择了最优方案进行现场操作,成功的在390m长的GIS回路中施加了4.8kA的大电流,取得了令人满意的效果。试验结果表明,该研究结论可直接用于我国750kV及1000kV特高压交流输电工程电流互感器的现场检定试验。     

外部传感器GIS局部放电超高频检测的研究

根据GIS局部放电脉冲所激发的电磁波传播特性的宽频带特征,设计出一种新型超宽带天线局部放电检测系统,利用该系统检测252 kV GIS母线段中不同气压下固定微粒局部放电模型的实验结果表明外部传感器超高频局部放电检测系统可在线检测GIS局部放电。     

GIS电流互感器现场检定中的大电流升流方法

目前变电站普遍采用GIS形式,电流互感器封装在罐体内部.GIS线路全封闭的特点使管道内电流互感器的检定试验回路长、阻抗大,所用设备多,难以升至设备额定电流.国际上一般采用外推法或CT分析仪进行操作,与现场实际运行工况不符,降低了检定数据的可靠性.用电容器进行无功补偿是减小试验升流设备容量的有效方法,本文针对电流互感器现场检定试验线路,提出了三种补偿方式,分析了各自的优缺点及适用范围,结合在中国1000kV特高压示范工程及750kV变电站的实践经验,总结了对GIS电流互感器进行全电流现场检定的方法.     

UHF传感器GIS局部放电检测特性的实验研究

文中搭建了252 k V GIS局部放电实验平台,采用内置式、外置式UHF传感器以及自主研制的利用盆式绝缘子内部均压屏蔽环的抽取式环形UHF传感器,实验研究不同传感器的频率响应特性和在高压导体金属尖端、悬浮电位、盆式绝缘子边遗留金属垫片和自由金属颗粒等4种典型绝缘缺陷下的检测特性,并探讨了不同电压下局放的发展规律。结果表明,内置式、外置式和抽取式环形UHF传感器的检测频段分别在1.5 GHz以下、500 MHz至1.5 GHz、1 GHz以下,且抽取式环形UHF传感器在400 MHz左右其灵敏度最高。不同绝缘缺陷的局放检测结果表明,按PRPD谱图和放电严重程度,高压导体金属尖端可分为负电晕主导、正负电晕并存、正电晕主导以及"兔耳状"阶段,认为尖端附近空间电荷在阶段转变过程中起主要作用;悬浮放电逐渐由"尖端放电阶段"转变至放电幅值、密度及相位对称的典型悬浮式放电;盆式绝缘子边遗留金属垫片将由初始类悬浮放电转变至临界闪络状态;自由金属颗粒则可分为"跳动"、"舞动"和"滑移"阶段,放电主要集中在过零点附近。高压导体金属尖端、悬浮电位和自由金属颗粒缺陷的检测灵敏度为内置式传感器最高,外置式传感器最低,而对于盆式绝缘子边遗留金属垫片缺陷则是抽取式环形UHF传感器的灵敏度最高。     

基于反向行波的故障测距

提出了基于反向行波单端故障测距的方法。理论上求证出小尺度下小波模极大值在各类母线下都能反映反射波的波头,并且推导出通过判断第二次出现的行波与初始反向行波模极大值极性的异同,可以确定第二次出现行波的性质,从而得出故障距离。利用M atlab对一条500 kV输电线路发生单相接地时进行故障定位仿真,结果证明了该方法的正确性。     

GIS局部放电UHF检测系统性能检验方法研究进展

UHF检测法在GIS局部放电状态检测中得到了广泛应用。然而,GIS局部放电UHF检测技术尚存在UHF传感器质量参差不齐、配置方案不佳、缺乏统一的标定方法等问题,导致误报警、漏报警问题时有出现,严重制约了GIS局部放电UHF检测领域的健康发展。为此,有必要深入开展GIS局部放电UHF检测系统性能校验方法的研究,提升GIS局部放电UHF检测技术的现场应用水平。本文综述了GIS局部放电UHF传感器的耦合性能检验方法、UHF检测系统灵敏度和动态范围的实验室检验方法和现场检验方法已取得的研究进展和存在的不足,提出了GTEM小室阻抗特性和场强均匀性标定、现场校验脉冲注入方式和等效性研究等3个有待深入研究的方向。     

GIS中局部放电与超高频电磁波关系的仿真研究

GIS内部由于存在各种绝缘缺陷而发生局部放电时,会激发起数百MHz至数GHz的超高频(UHF)电磁波在GIS腔体内传播。笔者根据电磁波在同轴波导中的传播理论,运用有限差分时域(FDTD)算法,对局部放电脉冲波形与其激发UHF电磁波之间的关系进行了仿真分析。首先研究了局部放电量与电磁波电场强度的关系,指出在一定的局放脉冲电流变化率下局放量的变化对电磁波电场强度的影响较小;然后研究了局放脉冲电流变化率与电磁波电场强度的关系,指出在局放量一定时二者近似呈线性关系;最后研究了局放脉冲电流变化率对电磁波中高次模成分的影响,运用变异系数对高次模成分在电磁波中所占比例大小进行分析,指出高次模成分所占比例随局放脉冲电流变化率的增大而增大。     

一种现场检测GIS局部放电的简易方法

介绍一种高频检测GIS局部放电的方法,可用于工厂试验、交接试验和运行中.     

基于超高频法GIS局部放电监测技术的研究

对于GIS局部放电的测量,超高频法是一种较为有效的方法。将频谱仪设置为零扫描模式,采用高频窄带的方法,通过安装在GIS内的超高频传感器获得的局放信号可以通过相位解析的方法表征其局放的点波波形。笔者给出了GIS中几种不同绝缘缺陷的点波波形及其指纹图。通过点波波形及指纹图,可以识别GIS中不同的绝缘缺陷类型。