GIS局放超高频在线监测系统研制

利用超高频微带贴片天线传感器和超高频滤波放大器,实现了局部放电信号的采集、提取、调理和传输.采用LabVIEW图形化语言的虚拟仪器技术实现了对气体绝缘组合电器(GIS)设备局部放电信号的定时循环检测、信号处理、数据分析、缺陷类型模式识别、监测数据查询和绝缘状况初步评估等功能.该系统已在重庆市某220 kV级GIS变电站成功运行,试验运行结果表明,采用虚拟仪器技术的GIS局部放电超高频在线检测系统能实现GIS局部放电超高频检测.     

模拟气体绝缘组合电器产生不同局部放电的试验装置研制

针对现有直线型气体绝缘组合电器(GIS)局部放电模拟实验装置的不足,研制了一种可变结构的GIS模拟实验装置,可方便地实现对T型、L型和直线型GIS结构的模拟。通过超高频电磁波传播特性和材料应力分析,给出了装置的结构尺寸和材料选择参数,从进行的单一和多缺陷产生的局部放电试验表明,该装置能够激发出不同绝缘缺陷产生不同频段的超高频TE波和TM波局部放电信号,且具有各自特点和差异,这为深入研究GIS不同绝缘下产生的局部放电电磁传播特性、产生条件、超高频检测方法以及缺陷辨识等提供了可靠地实验研究手段。     

气体绝缘组合电器内绝缘缺陷超高频局部放电信号特性

为了分析各种不同缺陷在不同条件下的放电特点,根据气体绝缘组合电器(gas insulated switchgear,GIS)设备绝缘缺陷放电形式和特点,采用超高频法对模拟装置内所设计的4种GIS局部放电物理模型进行了大量的局部放电(partial discharge,PD)实验,获得了真实可靠的超高频(ultra-high-frequency,UHF)局部放电(partial discharge,PD)波形样本;深入研究了4种典型GIS缺陷的物理模型分别在不同尺寸规格下、置于不同位置处、在不同电压等级下的UHF PD波形特征,实验的结果表明,不管是那种缺陷类型引起的PD激发的超高频电磁波,在不太高的实验电压下,放电脉冲波形发生突变之前,放电脉冲的形状变化不大且比较稳定,放电脉冲的持续时间通常是ns级.     

用于GIS局部放电检测的电容型传感器

气体绝缘组合电器(GIS)的同轴结构有利于局部放电激发的电磁场传播，为内部传感器检测局部放电提供了有利的条件，针对GIS结构及其中局部放电的特点，设计了用于局放信号检测的圆板型和圆环型两种内置电容耦合式传感器，描述了该传感器的结构。通过方波响应试验仿真与试验实测研究了传感器频率响应特性，并采用方波信号输入输出关系曲线分析了传感器对暂态信号搞合的输入输出特性。用所设计的传感器进行GIS模拟装置中电晕放电脉冲实测，实测结果表明设计的传感器性能可靠，灵敏度较高，可用于GIS局部放电的测量。     

GIS局部放电检测用阿基米德螺旋天线设计研究

针对气体绝缘开关(gas insulated switchgear,GIS)设备局部放电现场检测的需求,文章设计了一种基本形式的阿基米德平面宽带螺旋天线,利用Ansoft HFSS电磁仿真软件对天线辐射单元的结构参数进行了优化,设计天线的尺寸为辐射面直径173.6 mm、天线高100 mm,并分析了阿基米德平面螺旋天线的辐射原理,通过仿真和测量研究了天线的端口参数和辐射性能。仿真及实测结果表明天线具有超宽带特性,在700～3 000 MHz频段内的回波损耗小于-10 dB,最大增益不小于4 dB,满足局部放电检测天线指标要求。在实验室模拟局部放电试验并对天线的检测效果进行了测试,结果表明,设计的天线具有良好的检测性能,可用于GIS设备的局部放电现场检测。     

一种基于线性鉴别分析的GIS局部放电模式识别

根据GIS设备绝缘缺陷放电形式和特点,设计了4种典型的GIS缺陷模型,构造了局部放电灰度谱图;针对GIS局部放电及其缺陷特点,提出一种基于局部放电图像的主分量分析一线性鉴别方法,即首先进行主分量分析,将数据从超高维空间降至低维空间,再提取统计不相关的最优鉴别矢量集,采用最小距离分类器进行模式识别,识别结果表明该方法对GIS各类模拟缺陷的正确识别率较高,效果良好．     

变压器典型油纸绝缘局部放电特性

根据对变压器油纸绝缘内部常见缺陷的分析,制作了5种油纸绝缘缺陷放电模型,并在不同温度和电压下进行老化实验,用以模拟变压器中的实际缺陷.研究了不同类型放电的发展过程,分析了温度和电压对油纸绝缘局部放电的影响.对应于不同类型的放电和同一放电模型的不同放电阶段,放电的灰度图谱都存在较大差异,因此,可以通过灰度图谱来区分不同的放电类型和放电阶段.所得结果为进一步研究变压器局部放电模式识别和绝缘老化特征提供了实验依据.     

气体绝缘组合电器局部放电的超高频检测

为了有效抑制气体绝缘组合电器GIS局部放电中出现的低频段干扰,在理论上分析了超高频检测GIS局部放电可行性的情况下,进一步研究了GIS局部放电超高频传感器、模拟无源滤波器以及相应的宽带和窄带检测方法.在实验室GIS模拟装置中,运用研制的内置圆环传感器检测系统进行超高频法检测.实验结果表明该检测系统可有效地避开空间的电晕及周期性脉冲干扰信号等低频段干扰.同时,窄带检测法能够避开超高频微波干扰信号,是一种有效的局部放电检测方法.     

电力设备线圈绝缘局部放电传输特性研究

局部放电测量是诊断电力设备线圈绝缘状况的一种重要方法。但传统方法测量得到的局部放电大小、波形与绝缘内部实际放电的大小和波形存在很大的不同。文章对电力设备线圈绝缘局部放电传输特性进行了研究，有关研究结果与试验观察的结果一致。     

雷电冲击电压下油纸绝缘气隙模型的局部放电测量与分析

介绍了冲击电压下油纸绝缘气隙局部放电的机理与过程,构建了油纸绝缘气隙模型,设计了冲击电压下油纸绝缘气隙局部放电的测量系统,采用ORIGIN数值分析软件进行局部放电脉冲的分析与处理,并分析了冲击电压下局部放电主脉冲及波尾多次脉冲的波形特征,探讨了雷电冲击电压下油纸绝缘气隙模型的局部放电起始电压和平均放电重复率等参数性质.试验结果表明:油纸绝缘气隙模型在雷电冲击电压下的局部放电脉冲分为波头时间的主放电脉冲和波尾时间的多次低幅值脉冲,冲击电压的等效频率很高,在测量信号中存在一个幅值很高的由容性电流引起的电压信号叠加在局部放电信号之上,要进行滤波处理;冲击电压波形的随机性与局部放电信号的随机性导致冲击电压下的局部放电信号分散性很大,需要采用统计的方法进行分析.这些试验结论为油纸绝缘类电力设备绝缘状态评估奠定了基础.     

高压变频电源作用下的油纸绝缘局部放电特性

为研究直流输电电压下的油纸绝缘特性,设计并搭建了交流变频高压试验电源系统,并设计制作了典型的油纸绝缘局部放电试品模型,即纸板内部气隙放电、油中纸板沿面放电和油中金属尖端电晕放电模型,针对不同频率电压作用下的同一试品,进行局部放电测量,通过分析获得了局部放电随电压频率升高发生相位、幅值、等变化的放电规律.试验与分析结果表明,随外施电源频率增加及电压幅值升高,局部放电次数增高,能量有所增强,亦即随频率的增加油纸绝缘结构受到局部放电的威胁越严重.研究结果对直流输电系统中的换流变、平波电抗器等油纸绝缘在谐波电压作用下绝缘结构设计有指导意义.     

检测GIS局放的Hilbert分形天线及便携式监测系统

根据超高频分形天线设计的原理,采用平行传输线的电感等效方法分析了Hilbert分形天线阻抗特性,设计出了应用于检测气体绝缘组合电器(gas insulated substation,GIS)局部放电的3阶Hilbert分形天线;采用Hilbert分形天线和微带天线,对金属突出物缺陷产生的局部放电进行了测量,实测结果表明,该天线特性良好,可用于GIS局部放电在线监测;应用Hilbert分形天线和LabVIEW建立了便携式GIS局部放电在线检测及定位系统,进行的局部放电源定位精度满足现场定位要求.     

气体绝缘组合电器(GIS)典型绝缘缺陷的局部放电模型研究

GIS简称气体绝缘组合电器设备,此设备具有较强特性,并且占地面积相对较小,能够有效保证特高压电网的稳定运行,因此,GIS配电装置一经推出便被广泛应用至特高压电网运行过程中。但就国内外GIS维护现状分析,影响GIS设备稳定运行的主要原因即为绝缘故障。在GIS出现绝缘故障期间,电网将出现局部放电现象,此现象不但影响GIS运行,还对电网安全性造成影响。该文即针对气体绝缘组合电气进行分析,并以实验形式探究GIS设备典型剧院缺陷模型。以解决GIS设备出现局部放电现象。     

GIS带电运行中局部放电检测方法

近年来,随着时代经济的飞速发展以及科学技术的日新月异,电网建设逐渐加快了发展的步伐,以至于六氟化硫气体绝缘金属封闭开关设备被广泛的应用于电网的发展中,而其设备带电运行中局部放电的如何检测成为当今电网建设行业领域研究的热点之一。本文首先说明了GIS带电运行中局部放电检测的试验平台,进而确立了GIS带电运行中局部放电检测的方案,最后分析总结了GIS带电运行中局部放电检测方法。     

基于稀疏表示算法的气体绝缘组合电器(GIS)局部放电识别

为提高GIS绝缘缺陷的识别正确率,针对GIS出现的绝缘缺陷以及产生的局部放电特点,设计了4种典型绝缘缺陷物理模型,对获得的局部放电灰度图谱,用稀疏表示分类算法进行缺陷类型识别。该算法首先用最小——范数方法计算稀疏表示系数,运用压缩感知将低维观测信号恢复到高维原始信号。通过计算各类缺陷局部放电灰度图的最小残差来进行图像匹配,避开了一般模式识别分类算法中较为复杂的特征提取。测试结果表明该方法对GIS各类模拟缺陷的正确识别率较高。     

基于稀疏表示算法的GIS局部放电识别

为提高GIS绝缘缺陷的识别正确率,针对GIS出现的绝缘缺陷以及产生的局部放电特点,设计了4种典型绝缘缺陷物理模型,对获得的局部放电灰度图谱,用稀疏表示分类算法进行缺陷类型识别。该算法首先用最小--范数方法计算稀疏表示系数,运用压缩感知将低维观测信号恢复到高维原始信号,通过计算各类缺陷局部放电灰度图的最小残差来进行图像匹配,避开了一般模式识别分类算法中较为复杂的特征提取。测试结果表明该方法对GIS各类模拟缺陷的正确识别率较高。     

局部放电严重程度评定方法的研究

变压器绝缘系统的性能是变压器正常运行的关键。为了解决变压器局部放电检测中严重程度判定的问题,研究绝缘系统在不同状况下的局部放电信号,该文在已有的局部放电模拟、检测试验系统上,设计了升压法和恒压法两种加速寿命试验方法。提出了不同严重程度局部放电的试验模拟方法,以及用最大放电幅值、放电次数及最大放电幅值变化率来反映出压器局部放电的发展情况,从而反映内部绝缘的性能,并编写了一套试验数据的采集分析程序。     

发电机出口电压互感器现场局部放电试验技术应用分析

目前,国内各大发电厂发电机出口电压互感器大多使用35k V及以下固体绝缘电磁式电压互感器,通过对该类型互感器在绝缘检查试验中各绝缘试验项目进行分析比较,说明对该类型互感器进行现场局部放电试验的必要性。同时,通过对一起发电机出口电压互感器局部放电试验实例进行分析,介绍了在电磁式电压互感器局部放电试验中局部放电特征波形判断的方法和干扰排除方法,为广大用户及试验人员提供经验借鉴。     

电容式套管和电力电容器中不同形式局部放电的研究

通过对绝缘结构中平板电极内部电场及边缘电场的理论分析和数值计算后,指出高压电容式套管与电力电容器由于绝缘厚度的不同,它们的局部放电是两种不同性质的.分别提出了提高这两种绝缘结构局部放电起始电压的相应措施.     

GIS局部放电的超高频检测法

阐述了GIS局部放电产生的原因以及目前存在的几种检测方法,重点介绍了超高频检测法中电磁波传输特性、信号的处理及绝缘缺陷的模式识别方法,提出了该方法存在的问题和可以进一步研究的问题。