基于多频超声和GWO-RF算法的绝缘油击穿电压预测研究

绝缘油是电抗器内部重要的绝缘介质,击穿电压是评估其绝缘特性的关键指标,与绝缘油的品质状态密切相关。本文共选取155组电抗器绝缘油进行实验,分别进行击穿电压的测定和多频超声信号在油样中传播衰减后信号的采集,分析多频超声声学参数和击穿电压之间的幅频响应、相频响应之间的关系,并基于多频超声检测技术提出结合灰狼优化算法(grey wolf optimizer,GWO)优化随机森林算法(random forest algorithm,RF)的击穿电压预测方法。结果表明:GWO-RF绝缘油击穿电压预测模型的预测值与实际值的平均相对误差为4.04%,预测准确率达到95.96%,相较于优化前的RF绝缘油击穿电压预测模型准确率提升了20.25%。结合多频超声检测技术和GWO-RF建立的并联电抗器绝缘油击穿电压预测模型,对击穿电压的预测具有可行性。

混合神经网络算法在GIS局部放电模式识别中的应用研究

为了提高基于超声法GIS局部放电模式识别的正确率,在实验室中对GIS典型缺陷局部放电的超声波进行了重复性测量,从43个能够表征缺陷特征的参数中提取了34个稳定的特征参数,然后采用后向序贯算法筛选出了24个有效特征参数作为神经网络输入参数。针对神经网络的局限性,提出了改进的GA-BP混合神经网络算法。训练结果表明,GA-BP神经网络的应用有效地提高了识别的准确率。

GIS中典型缺陷局部放电的超声波检测

为了研究超声波法在GIS中局部放电检测中的应用,在实验室以一段220 kV电压等级的GIS母线腔体为试验对象,设计和模拟了GIS中典型的局部放电模型,使用超声波方法对其放电信号进行检测。实验结果表明,不同缺陷类型的超声信号在波形、幅值和PRPD图上会呈现出不同的特点,通过对GIS腔体不同位置的检测,可以精确的定位出缺陷位置。研究表明,超声的方法在检测GIS局部放电信号时有较好的灵敏度和精确的定位,检测结果为今后对GIS局部放电模式识别提供了试验依据。

油/纸绝缘沿面局部放电特性研究

采用局部放电测量方法,研究了油/纸沿面从局部放电起始到贯穿闪络整个过程中局部放电量、放电谱图、放电频率及单个放电脉冲的变化情况.采用两种具有不同老化程度的油样研究了油样在沿面闪络过程中对局部放电测量结果的影响.研究结果表明,在初始电子产生阶段,放电量和放电频率均很小,放电集中在工频峰值处,随着电压的升高,放电量和放电频率随之升高,放电处于工频上升处.当临近沿面闪络时,放电量会迅速增大,放电脉冲呈现脉冲序列形式,会听到较大的放电声.油样的老化会降低局部放电起始电压,并导致沿面放电在流注发展阶段的放电量和放电频率增加.

气体绝缘开关内自由运动金属颗粒的超声波信号特性

为了研究气体绝缘开关(GIS)腔体内自由运动金属颗粒的超声波信号特性,首先简单分析了自由颗粒在电场中的受力,然后设计了一个模拟此类缺陷的模型,并测量了不同尺寸和形状的自由运动颗粒产生的超声波信号,最后分析了这些信号的工频相位相关性、幅值以及飞行时间等几个要素的特性.试验结果表明:当颗粒静止不动发生放电时,超声波信号幅值较小且有较强的相位相关性;当颗粒自由跳动时,信号幅值非常大且相位相关性较弱,颗粒的尺寸和形状会影响颗粒的飞行时间;与球状颗粒相比,丝状颗粒的飞行时间随电压的升高有更显著的变化,因此它们对GIS绝缘劣化的影响严重度不一样;这些信号的幅值、颗粒飞行时间的变化分布具有周期性.

SF_6红外成像检漏技术在特高压带电检测中的应用

介绍了SF6红外成像检漏技术的基本原理和在特高压运维检修中的应用案例,运用SF6红外成像检漏技术在设备不停电的状态下进行SF6气体检漏,并精确定位泄漏点。结果表明:在带电检测过程中,结合SF6气体密度继电器显示的压力变化,采用SF6红外成像检漏能有针对性地对设备进行检测,并提高检测效率。

用于过电压监测的变压器套管末屏电压传感器的研制

介绍了一种基于变压器套管电容采集电网过电压的方法,阐述了套管末屏电压传感器的设计原理。

变压器冲击耐压试验应用现状

特高压变压器的现场耐压试验是保证其安全运行的重要环节。工频耐压试验目前已经是现场试验的常规试验项目,但冲击耐压试验目前在现场实行的还不够令人满意,本文提出采用振荡型冲击电压进行设备现场试验,振荡型冲击电压具有产生效率高、易于现场开展的优点;研究特高压变压器现场冲击耐压用振荡型冲击电压的产生与试验方法。

发电机手包绝缘表面电位试验的应用

本文介绍了绝缘表面电位试验相比于直流、交流耐压试验在检测发电机定子绕组端部绝缘方面的优势,并对试验原理、试验接线及注意事项进行了阐述。通过案例验证了手包绝缘表面电位试验能够有效检测发电机大修时定子绕组端部手包绝缘处理后的绝缘质量,为电厂电气设备运行维护提供可靠的试验依据。

基于CVT电容元件击穿的事故分析计算

针对电容式电压互感器(CVT)因电容元件击穿引起的设备故障问题,结合返厂解体情况,通过对故障电容式电压互感器进行试验,依据试验数据、电容单元数量和电容量进行理论计算,研究得出监测电容式电压互感器二次电压波动的取值范围,并提出运维策略,以进一步提高通过监测二次电压发现电容式电压互感器故障的几率。

变压器超声局部放电检测技术现场应用研究

介绍了变压器超声局部放电检测和定位技术,并结合超声局放测试系统的现场实际应用情况,总结了超声波检测变压器局部放电的分析方法,对超声局放的现场推广提供了参考。

避雷器的发热特点和受潮缺陷的红外诊断

本文对各种类型的避雷器结构进行研究,分析各种避雷器的发热特点和受潮缺陷。探究避雷器发热的原因以及利用红外诊断的方法分析避雷器受潮缺陷。

可视化检测技术在山西电力系统设备状态检修中的应用

介绍了可视化检测技术在山西电力系统设备状态检修中的应用,重点阐述了几种可视化检测技术(包括红外成像检测技术、紫外成像检测技术、X光成像检测技术、红外成像SF6检漏技术)的原理及其应用,并对可视化检测技术在电网中的发展提出了意见和建议。

一起550kV变压器绝缘故障的分析与处理

通过油中溶解气体跟踪分析发现某550 kV变压器乙炔含量突然快速增长。结合历史运行工况及测试数据综合分析,判定其内部存在低能量裸金属放电,故障未涉及固体绝缘。将主变返厂吊罩,查明变压器运行异常主要由高压引线装置支撑衬条缺失引起,并提出了相应处理措施,保障了变压器的安全可靠运行。

大型发电机谐振引起的定子接地保护误动原因分析

针对山西省内多起大型发电机谐振引起定子接地保护误动的故障,介绍了故障发生时的情况,从发电机中性点消弧线圈挡位选择、发电机出口电压互感器等方面入手,分析了导致发电机定子接地保护误动的原因,最后提出避免大型发电机定子接地保护误动的措施和建议。

基于EMD-FFT特征提取的GIS机械缺陷诊断方法研究

气体绝缘组合电器(GIS)在组装和长期运行过程中会产生诸多机械缺陷,检测和诊断机械缺陷对于保障GIS可靠运行具有重要意义。目前各学者进行了大量的振动信号检测,但结果分析多是基于FFT的时频分析,缺乏针对不同典型机械缺陷下振动信号特征提取的诊断方法。为此,基于不同典型机械缺陷下振动信号频率特征量存在差异的基本原理,提出采用EMD-FFT联合算法提取GIS振动信号特征,根据550 kV实体GIS设备上典型机械缺陷振动信号的检测分析,归纳总结出不同缺陷下的GIS机械振动信号特征图谱,从而实现现场GIS设备的机械缺陷有效诊断。研究结果表明,提出的EMD-FFT算法能够有效提取出不同典型缺陷下振动信号的主要特征频率点,构建的特征谱图可直观反映不同缺陷下的频率信息变化,实现对典型机械缺陷的诊断。基于上述诊断方法开展现场试验,有效检测出某GIS设备存在的地脚螺栓松动缺陷,证明了诊断方法的有效性。研究成果能够为现场GIS机械缺陷诊断提供方法和试验结果支撑。

基于卷积神经网络的气体绝缘组合开关盆式绝缘子螺栓松动检测方法

盆式绝缘子是气体绝缘组合开关中的关键绝缘器件,通过螺栓与两侧气室法兰进行紧固连接,当螺栓预紧力分布不均时会导致盆式绝缘子应力分布不均,严重时会引起绝缘子破裂,从而影响电力设备运行的安全性和可靠性。文章搭建了盆式绝缘子螺栓松动超声波检测系统,以获取不同螺栓不同工况下的超声信号,基于卷积神经网络对超声信号进行特征提取。实验结果表明,卷积神经网络可以自动提取盆式绝缘子螺栓松动特征量,当迭代次数为320、学习率为0.001时,10种螺栓松动工况的识别准确率达到100%。该检测方法可实现对盆式绝缘子法兰螺栓松动的检测,判断螺栓松动状态,具有一定的工程实用价值。

干式空心电抗器股间短路故障仿真研究

随着电力工业的发展,干式空心电抗器得到了越来越广泛的应用,因其故障导致的安全事故也越来越多。使用多股并绕的干式空心电抗器理论上可以有效避免短路故障产生,但在实际运行中仍有故障出现,目前缺少针对电抗器股间短路故障的研究。为了研究股间短路故障对电抗器的影响,建立了场-路耦合有限元仿真模型,对正常运行以及股间短路故障下电抗器的空间磁场和电流分布特性进行了仿真。结果表明:电抗器发生同匝股间短路故障时,其工作状态几乎未发生变化;异匝股间短路故障会显著影响短路匝附近的空间磁场,且短路点越靠近端部,故障越严重;异匝股间短路故障会显著改变电抗器的电流,尤其是电流实部。研究工作全面地揭示了电抗器股间短路故障下运行特性变化,对电抗器故障发生与诊断提供了参考。

基于MEMS光纤超声传感器的局放定位系统研制

局部放电(简称局放)是造成电气设备绝缘劣化的主要原因,当前可靠、低成本的局放检测和分析系统需求迫切。本文采用四只MEMS光纤超声传感器,研制了基于USB2.0和Labview的四通道高速采样系统,旨在多方位采集由局放产生的超声波信号并分析放电源的位置。实验结果表明:该系统较好地实现了超声信号的定位,在2 m×2 m×0.9 m空间范围内定位偏差为2 cm^5 cm,有望广泛应用于电气设备的运行状态监测。

油浸式变压器热点温升计算中绕组结构简化的误差分析

变压器温度流体场三维仿真是准确计算变压器绕组热点温度的重要方法,然而变压器绕组结构复杂,精确三维建模和网格剖分困难,计算效率低,难以满足实际工程需求。文中针对变压器温度流体场计算过程中绕组结构类型以及撑条、垫块、外包绝缘纸对绕组热点温度的影响进行了讨论,在一定的容许偏差内对绕组结构进行简化分析,得到以下结论:网格控制方法及剖分精度对计算结果有较大影响,采用扫描剖分方法能够在绕组附近区域获得高质量的六面体网格,具有较高剖分效率;对温度、流速等变化较快的区域进行局部加密,通过逐级局部加密的方式完成流体计算中的网格独立性验证,可在保证计算精度的情况下提高计算效率;稳态条件下撑条、垫块及绕组外包绝缘纸对绕组热点温度计算的影响较小,误差控制在1℃以内,建模时可以选择简化。文中的研究成果为今后具有类似结构的油浸式变压器热点温度三维仿真计算提供了参考。