空气电晕在交流电压下的放电研究

为探讨电晕放电机理,用PC数据采集系统测量了在不同电压不同间隙距离下尖板电极的交流电晕放电,得出了单个工频不同半周放电的特征以及和相位的对应关系。通过改变电极形状,测量了单个放电脉冲的时域波形并且变换到频域下进行了分析,结果显示尖端场强增大时,对应放电的频谱分布变宽。

基于自适应神经模糊推理系统(ANFIS)的变压器超高频局部放电模式识别

对于变压器油中局部放电超高频测量系统所得到的局部放电的特征量,首先,选择优先权较高的6个特征量作为自适应神经模糊推理系统(ANFIS)的输入量,其次,构建6输入单输出的ANFIS,它采用了Takagi-Sugeno模糊系统的if-then规则,利用梯度下降和最优平方估计相结合的混合学习算法进行训练。最后,对于模型的有效性进行了检验,检验结果表明利用ANFIS系统进行局部放电的模式识别是可行的。

利用模拟热荷法计算地下电缆稳态温度场

根据电场和温度场的相似性,提出了用于计算地下电缆群稳态温度场的模拟热荷法。利用热路的方法将电缆金属套损耗和铠装层损耗归算到电缆导体。利用调和平均法对电缆导体外的多层介质进行处理,最终将电缆等效为导体和外护层的2层结构。根据换热量相等的原则,将地表空气对流换热系数等效为一定厚度的土壤。在电缆线芯和空气中用模拟热荷代替原来的线芯损耗和空气对土壤温度场的影响。然后根据镜像法,按照地表空气等温、导体等温以及外护层和土壤边界温度梯度相同列出约束方程组。利用高斯法求解方程组,求得地下电缆群稳态温度场的分布。试验和有限元仿真验证了模拟热荷法在地下电缆群稳态温度场计算中的有效性。

振动法在线监测变压器绕组及铁心状况

在振动法在线监测运行中的变压器时,分析不同时刻、不同位置所测振动信号,提出了根据当前与历史数据的差异来判断变压器绕组及铁心状况的原则。研究表明,振动法简单实用,可提前发现变压器绕组及铁心压紧松动等潜伏性故障,具有良好的应用前景。

变压器局部放电超高频信号的外部检测

电力变压器局部放电超高频检测法中一般将传感器安装于箱体内部,这对已投入运行的变压器来说是有潜在危害的。为此,先分析了变压器箱体对局部放电超高频电磁波传播的影响,探讨了接收天线外部检测超高频信号的可行性,再实验研究了局放超高频电磁波的外传播特性。结果表明,超高频电磁波可以透过变压器箱体夹缝衍射出来,外部检测到的超高频信号强度随着变压器箱体缝宽增大而增大;变压器套管附近安装接收天线也能检测到超高频信号。

地下电缆群暂态温度场和短时载流量数值计算方法

利用有限差分法将地下电缆群暂态过程分为离散的时间步,然后利用有限元法分析每一时间步的地下电缆群温度场分布,给出了土壤直埋电缆群的暂态温度场分布。在此基础上,利用牛顿迭代法计算了土壤直埋电缆群的短时载流量。试验和计算结果表明,利用有限差分和有限元计算地下电缆群暂态温度场和短时载流量为工程实际提供了一种新的计算方法。

局部放电脉冲的Wigner时频分布特性研究

为了提高时频分布的分析精度和有效性,笔者根据局部放电脉冲信号的非平稳特性,提出使用联合时频分布对其进行处理,从而分析脉冲信号的时频特性。针对目前在非平稳信号处理中广泛使用、属于Cohen类的Wigner-Ville分布(WVD),笔者以仿真脉冲为对象,分别研究了其原始WVD、平滑伪Wigner分布(SPWVD)以及重排平滑伪Wigner分布(RSPWVD)。分析结果表明:WVD能够对局部放电脉冲信号引发的短时变化具有高度的敏感性,更适合表征非平稳信号的时变信息;SPWVD能消除双线性函数引起的交叉干扰项,但是以牺牲分布的时频分辨率为代价的;RSPWVD具有很好的时频聚集性,易于提取单个脉冲波形的时频特征参数,从而用于放电类型的模式识别以及深入研究绝缘系统中的局部放电机理。

基于波形非线性映射的多局部放电脉冲群快速分类

简单分析了目前基于脉冲峰值-时间序列的局部放电检测系统在模式识别功能上存在的缺陷。提出利用基于单个脉冲波形的宽带检测技术研制多局放检测与模式识别系统,并给出了研制交流下该系统的数据处理方案。重点对研制该系统需要解决的脉冲群快速分类技术进行了阐述:即通过基于局放脉冲时域波形的非线性映射进行参数提取,形成2D或3D的波形特征参数空间,再使用非监督的模糊聚类分析实现局放脉冲群的快速分类。基于2D特征参数平面的仿真试验和3D特征参数空间的GIS污秽试验数据处理结果均表明该分类技术的可行性和实用性。这为多局放电检测与模式识别系统的研制提供了试验和理论依据。

超声-光法在高压电器设备局部放电检测中的应用

超声波法在检测高压电器设备局部放电时存在一些弊端,为了消除或尽量避免这些问题,笔者阐述了光纤传感器的原理及其用于高压电器设备绝缘监测的依据,介绍了基于Fabry-perot、Mach-zehnder和Michelson 3种干涉原理的光纤传感器及其在高压电器设备局部放电超声-光检测中的试验研究和实际应用,最后提出了高压电器设备局部放电超声-光检测法研究目前存在的问题及发展方向。试验和实际运用研究表明,利用光纤技术实现的超声-光检测和定位局部放电实现高压电器设备绝缘监测是完全可行的。

局部放电光测法的研究现状与发展

笔者概述了光测法在局部放电各种研究领域中的应用现状,包括局部放电光谱分析、局部放电光脉冲检测、局部放电定位、绝缘老化机理、局部放电电磁波传播特性的试验方法以及试验结果,最后提出了高压电器设备局部放电光测法研究目前存在的问题及发展方向。

电力变压器局部放电特高频信号外部传播特性研究

针对变压器箱体的接缝处可以衍射出局部放电特高频(UHF)电磁波信号的现象,在分析变压器箱体接缝对局部放电特高频电磁波传播影响的基础上,探讨了接收天线外部检测特高频信号的可行性,并通过实验研究了局部放电特高频电磁波的外传播特性,通过对信号进行小波包分析,比较了外部接收和内部接收信号的差异.结果表明,特高频电磁波可以透过变压器箱体接缝衍射出来,且频两者谱能量分布并非完全一致,外部检测到的特高频信号距离接缝的远近具有不同的表现形式,强度随着变压器箱体缝宽增大而增大.研究工作为变压器局部放电外部检测提供了理论指导.

基于FEM的同相并联大截面三相电缆电流分布的研究

利用有限元法计算了单芯大截面电缆用于同相两根并联电缆运行时的载流量分配和不平衡系数。并利用电磁场理论和ANSOFT,计算了6种同相两根并联电缆排列方式下的载流量分配和不平衡系数的比较,给出了3种能够减小载流量分配不均和降低不平衡系数的同相两根大截面电缆线路并联运行的优化排列方式。

基于核Fisher判别分析技术的电力变压器DGA故障诊断模型研究

鉴于核Fisher判别分析技术(KFDA)在模式识别问题中表现出的良好性能,提出了基于KFDA的变压器故障诊断模型,该模型首先提出了区分放电及过热两大类故障的特征量,并用KFDA分类器来识别类内故障的具体类别。采用基于网格搜索的交叉验证法来选择模型参数,避免了参数选择的盲目性和随意性。实例分析表明,该模型具有训练时间短、不存在局部极小等优点,与IEC三比值及改良电协研法相比,具有更好的故障识别效果。

高压直流发生器特殊结构对其内部局放测量的影响

为测量具有特殊结构高压直流发生器内部局部放电,笔者分析了其工作原理并得出发生器输出电压波形与负载的关系曲线图,研究了此发生器在试验和运行中出现的3种不同负载情况(电容性、电阻性和阻容性)对其内部局部放电测量的影响。理论和试验结果均表明:在电阻性负载下,可以准确检测该高压直流发生器内部局部放电。

局部放电脉冲的仿射类时频分布特性研究

系统地介绍了尺度图(scalogram)、仿射类平滑伪Wigner分布(ASPWVD)、乘积核分布和局域化双频率核分布这四种属于仿射类的时频能量分布,从理论和应用效果上分析了各个分布的交叉项衰减和时频分辨率的性能。针对局部放电脉冲宽带信号的非平稳性,展现了上述分布在处理仿真脉冲信号和直流下局部脉冲信号的应用效果。实验结果表明,属于乘积核分布的平滑伪Choi-Williams分布(SPCWD)在局部放电脉冲信号引发的短时变化中具有高度的敏感性,更为适合表征非平稳宽带信号的时变信息。据此,借助此分布可提取单个脉冲波形的时频特征参数、分析多个连续放电的脉冲时频特性变化,从而用于放电类型的模式识别以及深入研究绝缘系统中的局部放电机理。

局部放电脉冲信号ICA提取技术的初步研究

为了提高局部放电在线监测的灵敏度,根据独立成分分析(ICA)基本模型的定义,提出将背景噪声信号与局放脉冲信号看成两个相互独立的信号源,不同观测点获取的观测信号为两者的线性混合,从而可以实现两者的分离的方法。利用ActiveX自动化技术实现了可用于局放脉冲信号提取的ICA软件模块;基于双通道超宽带检测技术,对加噪后的直流下油纸绝缘针板缺陷模型的局放脉冲序列提取进行了试验研究并且利用峭度准则与试验电压极性相结合的方法消除了局放脉冲提取的ICA含混性问题。实验结果表明:该方法能够提取被背景噪声完全淹没的脉冲信号,可以恢复出单个局放脉冲波形、脉冲波形之间的相对幅值关系以及脉冲极值所对应的时间点等重要局部放电信号信息。

采用独立成分分析的局部放电脉冲双通道提取技术研究

简单介绍了独立成分分析(ICA)基本模型的假设、含混性问题及模型估计的等变化性.根据局部放电脉冲序列幅值的超高斯分布特性以及实际工况下的其他条件,得出了将ICA基本模型用于强背景白噪声下微弱局部放电脉冲信号提取的可行性.针对IEC60270规定的标准脉冲电流法,基于双通道超宽带检测,对试品放电状态下的脉冲提取进行了仿真,对直流下油纸绝缘针板模型进行局部放电实验,并给出直流下局部放电脉冲提取的ICA含混性消除方法.实验结果表明,该方法能够提取出被白噪声完全淹没的局部放电脉冲信号,可以恢复出局部放电波形之间相对幅值关系和单个脉冲波形以及脉冲极值所对应的时间点等重要局部放电信息.

一种局部放电脉冲信号频域变换的新方法

为了提高检测系统识别局部放电信号和干扰信号的能力,笔者根据局部放电脉冲信号的超宽带特性,提出使用梅林变换对其进行处理,得到该脉冲信号的特殊"频域"波形。针对实际信号的离散特性,给出了基于快速傅立叶变换(FFT)而实现信号快速梅林变换(FMT)的方法。实例分析结果表明:该变换算法简单、运算速度快,可以应用于宽带信号的在线实时处理。这为局部放电脉冲信号"频域"变换以及"频域"波形特征参数提取提供了一种新的方法。

电力变压器局部放电特高频信号外部传播特性研究

针对变压器箱体的接缝处可以衍射出局部放电特高频电磁波信号的现象，在分析变压器箱体接缝对局部放电特高频电磁波传播影响的基础上，探讨了接收天线外部检测特高频信号的可行性，并通过试验研究了局部放电特高频电磁波的外传播特性，通过对信号进行小波包分析，比较了外部接收和内部接收信号的差异．结果表明，特高频电磁波可以透过变压器箱体接缝衍射出来，且其频谱能量分布两者并非完全一致，外部检测到的特高频信号距离接缝的远近具有不同的表现形式，强度随着变压器箱体缝宽增大而增大．研究工作为变压器局部放电外部检测提供了理论指导．

地下直埋发热管稳态温度场计算新方法-模拟热荷法的研究

为了寻找一种既可真实反映电缆实际情况,又可简便、快速计算电缆温度场的方法,笔者根据温度场和电场的相似性,提出了一种计算地下直埋发热管稳态温度场的新方法—模拟热荷法。首选利用换热量相等的原则,将地表空气对流换热系数等效为一定厚度的土壤,在发热管芯和空气中用模拟热荷代替原来的发热管损耗和空气对土壤温度场的影响;然后根据镜像法,按照地表空气等温、导体等温列出约束方程组;最后利用高斯法求解方程组,求得地下直埋发热管稳态温度场的分布。试验及有限元Ansys仿真验证了模拟热荷法在地下直埋发热管稳态温度场计算中的有效性。