局部放电作用下变压器匝间油纸绝缘加速劣化规律

为研究变压器内油纸绝缘材料局部放电作用下劣化缺陷的发展规律及其与局部放电特征量的关联性,构建了匝间局部放电模型,进行了多组不同加压时间长度的恒压试验,并记录了试验过程中的局部放电信号。利用匝间绝缘纸带可层层拆解的结构特点,获得了匝间绝缘在加速电劣化下炭化通道发展的统计性规律。研究结果表明,恒压加速电劣化作用下匝间油纸绝缘局部放电缺陷即炭化通道沿宏观电场的纵向发展过程呈现增长、停滞和击穿三个基本阶段;脉冲重复率和脉冲1s内总放电量可以宏观地表征匝间油纸绝缘电劣化缺陷的发展状况,为油纸绝缘局部放电严重程度阶段性的准确划分提供参考依据。

光声光谱多组分气体分析仪的交叉干扰特性研究

设计了一套基于红外热辐射光源的光声光谱多组分气体分析仪。通过分析多组分气体间交叉干扰的主要因素以及特征气体的红外吸收谱线,确定了中红外带通滤光片的参数。利用标准气体对设计的光声光谱仪进行标定,研究了待测气体之间交叉干扰的定量关系,并利用湿度发生器对装置受到水气干扰情况进行分析。实验结果表明,C_(2)H_(2)对CH_(4)、CH_(4)对C_(2)H_6的干扰水平分别达到10.49μV/(μL/L)、18.66μV/(μL/L),其他烃类气体间的干扰可以忽略。CO_(2)对CO、CH_(4)、C_(2)H_(2)和C_(2)H_(4)干扰响应度分别为1.615μV/(μL/L)、0.055μV/(μL/L)、0.130μV/(μL/L)以及0.016μV/(μL/L)。此外,水气对C_(2)H_(2)、CH_(4)、C_(2)H_6、C_(2)H_(4)、CO和CO_(2)都会产生一定的干扰,干扰的响应度分别为0.591μV/(μL/L)、0.421μV/(μL/L)、0.071μV/(μL/L)、0.007μV/(μL/L)、0.051μV/(μL/L)和0.055μV/(μL/L)。实验结果表明C_(2)H_(2)对CH_(4)、CH_(4)对C_(2)H_6、CO_(2)对CO以及高浓度水气对其他气体的检测会产生较高水平的干扰,在测量过程中应当考虑扣除。

基于日盲紫外成像探测器的光子计数算法研究

为了完成对日盲紫外电晕信号的定量分析,本文设计了基于时间域的弥散圆斑光子计数算法来对成像系统所采集的图像进行量化分析。首先阐述了单光子探测的原理以及光子计数原理;然后设计了基于日盲紫外ICMOS的成像探测系统,为了满足荧光屏的余晖响应,优化了CMOS驱动,使得帧频可达390 fps;然后通过分析传统的连通域光子计数算法,提出了基于时间域的弥散圆斑光子计数算法;通过仿真实验,可知该算法较传统的技术算法具有更高的准确性;最后通过对紫外灯源的实验,验证了所设计的光子计数算法可以在成像探测系统中硬件实现,并且计数的效果良好。

基于相互负载法的变压器故障模拟平台设计与实现

目前国内外缺乏能够模拟变压器真实高电压、大电流运行工况的变压器真型平台,并且在模拟变压器运行时构建的缺陷大多为局部放电故障。为了真实全面地模拟变压器实际运行,还应考虑变压器额定运行工况的模拟以及其他可能遇到的故障,例如绕组变形、过热故障等。为此,利用相互负载法模拟110 kV变压器额定运行工况,使电流与电压等级均满足额定运行条件,并设计4种变压器典型故障方案。研究结果复现了变压器实际运行工况,同时平台中设置的故障,包括局部放电、绕组变形、铁心多点接地等典型故障,贴近变压器的实际运行环境,对推动变压器故障模拟及相应缺陷检测的研究具有借鉴作用。

基于重复模式提取与高斯混合模型的变压器故障声纹识别

变电站存在大量干扰声音,高噪声环境会降低声纹识别的准确率。为此,提出一种基于重复模式提取(repeating pattern extraction technique,REPET)和高斯混合模型(Gaussian mixture model,GMM)的变压器故障声纹识别方法。首先,在真实的变压器油箱中模拟不同类型放电和机械故障声音。其次,针对变电站内非平稳性干扰声音,采用基于REPET的盲源分离算法将非稳定干扰声音从混合声音中分离。最后,针对主要由变压器冷却风扇声造成的持续性干扰声音,采用梅尔频率倒谱系数和基于GMM的声纹识别算法来降低风扇噪声对声纹识别系统的影响,并通过实验数据对该方法进行验证,实验室条件下对含噪声音的识别率可达100%。另外,GMM训练所需声音数据量少,针对实际变压器故障声音难以获取的情况,具有一定实用价值。

基于多频点插值和三维曲面建模的MOA阻性电流测量方法

金属氧化物避雷器(metallic oxide arrester,MOA)的阻性电流是衡量避雷器运行状态的关键参数,传统的阻性电流测量方法易受到瞬时高频干扰信号、实际环境因素等影响,致使测量结果产生较大偏差,进而影响MOA的在线监测结果。为此,提出了一种基于多频点插值和三维曲面建模的MOA阻性电流测量方法。先对避雷器的电压和全泄漏电流频谱进行相位因子变换,通过多频点插值算法得到MOA的全电流参数和电流、电压相位差参数;再将计算出的全电流和相位差参数与温度、湿度参数进行三维曲面拟合建模,并求解模型得到消除环境因素影响的MOA阻性电流。研究结果表明:多组仿真试验和实测数据均验证了所提方法的准确性和有效性,其中220kV、110kV避雷器的阻性电流波动值分别降低了74%和67%。该方法消除了高频噪声信号、谐波和间谐波等干扰影响,解决了避雷器监测参数一直遭受环境温度、湿度因素干扰的难题,能满足实际工程测量要求,可实现MOA阻性电流的准确监测及异常甄别。

C_(3)组分对C_(1)和C_(2)气体光声光谱检测的干扰特性研究

变压器发生过热或者放电故障时,绝缘油中除了溶解有C_(1)、C_(2)等特征气体外,还存在少量C_(3)组分气体,会对其他特征气体的检测产生干扰。通过分析气体交叉干扰产生的原因和C_(1)、C_(2)、C_(3)组分气体的红外吸收图谱,确定了滤光片参数并研究了滤光片带宽内的气体吸收系数,理论计算了C_(3)H_(8)和C_(3)H_(6)组分对C_(1)和C_(2)气体测量的干扰系数。搭建了基于红外热辐射光源和非共振光声池的光声光谱多组分气体分析系统。实验结果表明,C_(3)H8气体对CH_(4)、C_(2)H_(6)、C_(2)H_(4)、C_(2)H_(2)四种气体的干扰系数分别为3.78%、84%、1.5%和1.6%,C_(3)H_(6)气体对CH_(4)、C_(2)H_(6)、C_(2)H_(4)、C_(2)H_(2)四种气体的干扰系数分别为2%、32%、69.6%和2.6%。该研究对于评价和指导提升光声光谱变压器油中溶解气体分析装置的技术水平具有重要意义。

用于隔离开关位置“双确认”技术的姿态传感器系统检测平台

为支持国家电网有限公司变电站隔离开关分合闸位置"双确认"姿态传感器系统的性能检测,基于单轴转台和电机控制技术建立了检测平台。平台通过电流环、速度环、位置环和反馈光栅,实现了在不同加速度和运动速度下的精确运动。进而研究了姿态传感器系统的检测方法和检测指标。结果表明,研究的检测平台能满足姿态传感器系统的测量精度和重复性试验检测,通过单轴转台实现了三轴转台的检测效果,在保证检测精度的基础上降低了检测成本。

变压器油中溶解气体分析的实验室间比对及结果分析

本文中笔者设计了一种变压器油中溶解气体分析的实验室间比对方案,组织实施了电力行业27家油化实验室的比对实验,对检测结果进行了统计分析,用Z比分数对各实验室检测能力进行了评价。

基于环形阵列TMR的电流传感器抗干扰原理研究

针对基于隧道磁阻(Tunnel Magnetoresistance,TMR)的电流传感测量技术,文章分析了影响环形阵列结构测量性能的因素,给出了其抗干扰原理并证明了实际效果,为智能隧道磁阻电流传感器的研制与在电力系统应用打下理论基础。首先研究了环形TMR阵列的测量原理,然后针对串扰、偏心、偏角、地磁因素,系统地研究了其对测量误差的影响,构建了误差模型;最后制作试验样机及搭建测试平台,并对其测量性能进行测试。文章形成了环形阵列TMR的电流传感器基本设计原则,能为其进一步在电力系统中的应用提供理论基础。

油中溶解氢气快速传感测试分析研究

研究针对快速氢气传感监测技术设计提出了一种变压器升高座监测工装平台和测试方法,基于实验室气相色谱仪验证了变压器油中溶解氢气在工装内的扩散过程,实测快速氢气监测装置准确性性能可达到DL/T 1498.2—2016中A级标准要求,响应时间小于色谱在线监测装置,仿真分析快速氢气监测装置预安装位置的电场分布,不影响瓦斯继电器的报警功能,可为变压器油中溶解气体的监测提供新的思路。