基于EFPI光纤超声传感器的油中局部放电定位

非本征法布里帕罗干涉(extrinsic fabry-perot interferometric,EFPI)的光纤超声传感器灵敏度高,不受电磁干扰的影响,文中将其应用于油中局部放电定位。首先设计了2×2的EFPI超声传感器阵列,可放置在油中检测局放超声波信号;然后根据可控响应功率(steered response power,SRP)声源定位理论对局放源进行定位;最后应用SRP和多重信号分类(multiple signal classification, MUSIC)算法处理实验信号并进行对比。结果表明文中设计的EFPI传感器阵列能够在油中检测到信噪比较高的局部放电信号;SRP算法测向误差小于MUSIC算法,能够根据单次测量实现定位,但定位精度有待进一步提高。文中提出的方法对于EFPI光纤超声传感器在电气设备局部放电定位方面的实际应用具有参考意义。     

基于超高频电磁波的变电站局部放电空间定位

局部放电的测量和诊断已成为评估高压电力设备运行状态的重要方法之一。但目前的局部放电监测主要以单个设备监测为主,测试仪器程序多,成本高,维护工程大。可利用4个天线组成天线阵列接收超高频(UHF)电磁波,并定义三维坐标系对变电站范围内的放电源进行全站的局放定位。重点研究了基于能量积累法计算信号起始时刻和基于信号时延序列实现放电源准确定位算法的原理,并给出了求解基于时差的以局放源位置为未知数的非线性方程组的Newton算法和网络搜索法。实验室测试和现场测试验证了基于射频天线阵列实现变电站范围内局部放电定位的有效性,提出的定位算法可以自适应求解基于时差序列的非线性方程组,既保证了求解的速度,又能解决方程的收敛问题,满足变电站全站局部放电定位准确度的要求。     

利用超声相控阵的油中局部放电定位实验分析

局部放电定位检测是电气设备绝缘机理研究与质量监控的关键项目,是状态维修的重要基础。局部放电的超声阵列定位方法从理论上实现了对传统超声定位方法的有效改进,但在实验研究中往往会遇到由于阵列传感器多阵元耦合性能不一致、多次测向结果不一致以及双平台测向交叉定位原理不合理等导致定位成功率低及定位精度下降的实际问题。为此,提出了3种实用方法与技术对其进行改进和完善:一是采用铅笔芯测试技术进行超声相控阵多阵元的耦合性能测试,提高定位成功率;二是对同一位置采取多次测向、加权平均的方法提高同一位置测向精度;三是采用多平台测向、全局搜索定位的方法提高局放源的定位精度。最后,搭建了一套基于超声相控阵的油中局部放电定位实验系统,开展实验研究。实验结果表明,定位误差10 cm,验证了上述3种方法可以有效提高局放超声阵列定位的成功率及定位精度。     

变压器局部放电定位研究

变压器局放定位对于保障设备安全稳定运行具有重要作用,介绍了常见的局放定位方法包括光定位法、电气定位法、射线激励定位法、特高频电磁波定位法以及超声波定位法,对于现场应用较广的特高频电磁波定位法和超声波定位法的实施方法和优缺点进行了比较和分析.     

油中局部放电超声信号模式识别的研究

本文设计了4种油中局部放电模型，通过实验采集了局部放电超声,在一超声信号的时域，频域特征和时域压缩波形数据等特征提取方法，采用人工神经网络进行了局部放电的模式识别，获得了较好的模式识别效果，最后分析了影响识别效果的主要因素。     

电气设备局部放电空间定位中的可视投影方法研究

针对目前局放检测技术仅针对单一设备进行的缺陷,本文提出了面向变电站的局放空间检测与定位方法。在研究了现有基于超高频电磁波局放检测技术的基础上,采用4根全向天线阵列的方式进行局放源空间位置的定位。为了更直观地为检测人员提供局放源的位置信息,提高检测效率,本文首次将可视投影方法引入到局放检测中来,通过可转动的摄像机对局放空间进行拍照,通过可视投影算法将局放源映射到照片上相应位置。现场试验验证了本方法的有效性和投影的准确性,并通过对实测数据的分析得到了进一步研究的方向。本方法为提高面向变电站的局放检测效率提供了新的思路,同时将投影成像技术引入了全新的领域。     

基于超高频和超声波相控接收原理的油中局部放电定位法仿真研究

提出一种基于超高频和超声波相控接收阵的局部放电定位法。该方法以分别检测局部放电产生的超高频和超声波信号的相控接收阵构成平面传感器,以超高频相控接收阵检测到的局部放电超高频电磁波信号作为时间基准,由此得出接收到的超声波信号的时延,进而计算出放电点与传感器间的距离;再根据相控阵扫描的方位角和仰角,与算出的距离一起就可得出局部放电源的几何位置。多个空间位置不同的局部放电,其产生的最大信号所处的对应于空间角度的波束阵列的位置不同,相对于同一采样起始点的时间基准不同,而且时间间隔也不同,因此还可实现多局放源的定位。对这一设想进行仿真研究,结果表明该方法能对油中局部放电进行较精确的定位,并可较好地解决多局放点定位问题。     

基于小波分解的局部放电定位技术研究

为了利用超高频法进行局部放电点定位,设计了局部放电定位装置。阐述了定位系统的组成结构及定位软件的设计流程,并利用小波分解提取局部放电的主频特征信号作互相关运算。试验结果表明,定位效果要优于直接将放电信号进行互相关运算的定位效果,从而实现了局部放电点的有效定位。     

基于超高频法的局部放电定位初步研究

为了快速准确地对局部放电源定位,从而迅速排除故障、保障电力系统的正常运行,笔者描述了基于到达时间差定位的原理,并分析了影响定位精度的因素,即时差测量、局放源相对于各个接收天线的位置以及传播速度v等的影响。介绍了以信号初始峰、累积能量曲线的拐点、基本相关性以及三次样条插值和相关性相结合的方法为基准读取时间差的4种方法,通过比较分析得出利用三次样条插值和相关性相结合的方法为基准读取的时间差最接近理论时差。最后利用模拟退火法计算出了放电源的位置,实现了对单一局放源的定位。     

基于TDOA和TS-PSO的变压器特高频局部放电空间定位方法

局部放电(partialdischarge,PD)诊断与定位有助于在老化早期发现高压电力设备故障位置,对制定检修方案具有重要参考价值。目前常利用多个特高频(ultra high frequency,UHF)传感器组成传感器阵列,并定义三维坐标系对变压器进行局部放电空间定位。该文研究基于能量积累法捕捉信号起始脉冲和基于到达时间差(timedifferenceofarrival,TDOA)算法实现定位的原理,构建以局部放电位置点坐标为未知数的非线性规划问题,并利用禁忌搜索-粒子群优化(tabu search particle swarm optimization,TS-PSO)算法进行最优解求解。该算法可以避免非线性方程组求解时不收敛、解不唯一以及最小二乘法对初值要求高等问题,既保证了求解的速度,又能保证解的唯一性与准确性。实验室测试和现场测试验证了定位结果的有效性。     

电力电缆局部放电定位研究综述

本文致力于对电力电缆局部放电(Partial discharge,PD)定位的研究进行了归纳和总结。在电力电缆PD定位方法中,最为经典的方法莫过于使用单传感器的时域反射(Time domain reflectometry,TDR)法。基于时域反射法,许多改进的电力电缆PD定位方法被提出。若从PD传感器的使用数量上考虑,这些研究方法可分为以下两种类型:基于单传感器的PD定位方法和基于多传感器的PD定位方法。针对这些研究方法,本文进行了介绍并做了优缺点分析。在基于使用PD传感器数量考虑的方法研究之上,还有一些学者着力于对PD信号处理的定位研究。同样,对这些研究方法也进行了介绍和优缺点分析。     

开关柜局部放电故障定位研究

开关柜在配电网实际运行中会受到多种外界因素的干扰而出现局部放电的现象,不利于配电网系统的安全、稳定运行。基于此,研究了超声技术在高压开关柜局部放电故障定位中的应用,提出了基于TOF与TDOA的三维故障定位算法,通过计算基站接收超声信号的时间差来确定声源的坐标数据,之后引入TAC算法构建故障点超声可视模型,并通过多通道拟合,得到真实的声源3D方向图和近声场超声图像,精准定位局部放电的位置,从而提出开关柜局部放电故障检测方法,为电力系统的安全运行提供有力保障。     

基于小波变换的电缆局部放电定位中时延算法研究

在电缆局部放电定位直接相关法的基础上,研究出了一种基于小波变换的广义相关时延估计算法。此算法放宽了直接互相关法对信号与噪声的假设条件且在低信噪比下仍能有效估计时延;同时为了提高时延估计精度,在广义相关时延估计的基础上又研究出了基于基小波的二次加权法。利用PSCAD/EMTDC仿真分析论证了这两种算法在电缆局部放电定位中的有效性。     

变压器油中局部放电超高频检测的试验研究

研究了变压器油中局部放电的频率特性 ,并与空气中局部放电的频谱特征作了比较 ;测量了超高频信号在金属油箱内及空气中的衰减特性及金属导线对超高频信号的辐射特性。研究结果表明 :变压器油中局部放电的频谱高于空气中局部放电的频谱 ;超高频信号在金属箱体内的传播具有振荡特性 ;变压器内部引出线对内部局部放电信号具有一定的辐射能力     

变压器绕组的局部放电定位研究

通过ATP-Draw建立了变压器单绕组模型,模拟了局部放电脉冲在绕组中的传播过程,并介绍了基于分段绕组传递函数的局部放电定位方法.     

油中典型局部放电模型放电波形特征参数的提取

根据油中局部放电脉冲波形的特性,提出了一种用于抑制噪声的多分辨率分析和软阈值相结合的小波消噪算法;同时对提取的放电波形的特征参数进行了分析和处理。结果表明,软阈值消噪能较好地解决保留信号局部特征与抑制噪声之间的矛盾,特别适合于对单个局部放电脉冲波形的处理;不同的局部模型,其放电脉冲波形的特征参数有很大差异,提取每种放电的波形特征参数,就可以较好地进行放电类型的识别。     

SA-APSO算法及其在变压器油中局部放电超声定位中的应用

针对基本粒子群算法(particle swarm optimization algorithm,PSO)局部寻优能力差及易早熟收敛的情况,提出一种融入模拟退火思路的自适应粒子群混合算法(simulated annealing-adaptive particle swarmoptimization algorithm,SA-APSO),在惯性权重变化-自适应粒子群基础上融入退火思想,以一定的随机概率接收最优值,能有效提升全局寻优能力并克服早熟收敛现象。利用测试函数进行的仿真结果表明SA-APSO算法在结果精度及稳定度上明显优于基本PSO。并将其应用于变压器油中局部放电的定位计算,将结果与基本PSO及自适应粒子群进行比较,结果表明基于SA-APSO的变压器油中局部放电超声定位方法能够实现全局精确定位,且结果稳定,综合误差小于3.7 mm。     

基于超高频传感器的电力变压器局部放电定位研究

局部放电（partial discharges,PD）是导致电力变压器绝缘故障的重要因素,因此,局部放电源的定位对于变压器的评估和维修至关重要。本文提出一种基于超高频（ultra high frequency,UHF）传感器的局部放电定位技术,采用在变压器内部安装传感器的方法来克服外部电晕放电等测量干扰问题,通过对单个UHF传感器进行适当的信号处理来准确地识别电力变压器内的单个局部放电源。为了验证这一方法,在变压器油中进行了点对球放电（point to sphere discharge,PS）、表面放电（surface discharge,SD）和悬浮电位放电（floating potential discharge,FP）3类局部放电实验,验证支撑这一方法的5个条件的准确性。结果表明：局部放电活动产生的UHF信号独立于局部放电类型,并且包含从局部放电源到超高频传感器过程中特有的畸变特性,也包含了其在结构位置中特定的信号特征。因此,证明了单个UHF传感器识别变压器内单个局部放电源的可行性。     

变压器油中颗粒杂质对油局部放电的影响

研究了变压器油中大金属颗粒杂质对油局部放电特性的影响，观测了颗粒在电场作用下的运动规律，并推测了油中大颗粒为局部放电的主要原因，在低于变压器的油许用场强的作用下有可能产生大于５００ｐＣ的放电量。     

开关柜局部放电分析定位

受开关柜结构紧凑特点的制约,巡检过程中对放电类型分析和放电位置确定存在一定困难.综合利用特高频法和高频电流法对某220 kV变电站开关柜套管放电缺陷进行分析并定位,应用特高频法发现开关柜放电信号后,结合特高频时差法和高频电流定位,分析确定放电原因并最终通过解体验证了检测结果,说明放电位置判断正确.