快速暂态过电压老化对环氧树脂电气强度的影响

为了探究快速暂态过电压(VFTO)对环氧树脂击穿性能的影响,本文制得环氧树脂试样,并在20 kV与40 kV下对试样进行1 000次VFTO老化试验,通过红外光谱、扫描电子显微镜、介电谱及击穿试验,研究了VFTO老化对环氧树脂化学结构、微观形貌、介电参数与击穿性能的影响。结果表明:经VFTO老化后,环氧树脂表面C-O-C键和C=O含量减少,试样内部缺陷增多,松弛极化行为增强,电气强度下降。在20 kV和40 kV VFTO老化作用后,环氧树脂的电气强度分别降低了14.89%和25.67%。通过分析发现,VFTO老化作用后,环氧树脂内部大分子链断裂导致缺陷增多,这是其电气强度下降的主要原因。

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。

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.

基于超声波信号的GIS内自由金属颗粒危险评估研究

为了研究GIS腔体内自由运动金属颗粒对GIS绝缘劣化的危险程度,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,并根据这些要素评估金属颗粒的危险程度。结果表明: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,而当颗粒自由跳动时,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,并且这些信号的幅值、飞行时间的变化分布具有周期性。

基于多传感器的变压器特高频局部放电定位方法研究

研究了基于多传感器的变压器特高频局部放电定位关键技术——时延估计方法和定位算法,阐述了时延估计方法、原理以及实现流程,并对定位算法进行了说明。结果表明:基于最小均方算法(LMS)的自适应时延估计法具有较高的精度,模拟退火算法计算出的放电源位置与真实放电源的位置距离最近,两者相结合能够判断放电信号的来源,并实现放电源的定位。

变电设备密封材料老化试验研究

由变电设备密封件性能劣化而导致的事故占比超60%。掌握变电设备密封件老化机理和寿命预估是预防此类事故发生的关键。开展了变电设备密封材料的老化试验,选择变电设备典型的五种橡胶密封件材料,开展温度、温度与机械振动叠加影响因素下的老化试验研究。以硬度、拉伸强度、压缩永久变形率和外观检查为性能评价指标,来评估橡胶密封材料的老化机理和老化情况。结果表明温度对五种材料的拉伸强度、压缩永久变形性能有较为显著的影响,而机械振动对五种材料的压缩永久变形性能影响不大。

一起500 kV SF_6气体电流互感器绝缘击穿事故原因分析

介绍了SAS-550型电流互感器的结构和技术特点,分析了广西电网一起SF_6电流互感器内部绝缘击穿事故的原因,解体结果表明电容屏接筒与玻璃钢筒内壁之间的绝缘裕度不足是本次故障的主要原因,且该产品在制作工艺以及运输控制方面都存在隐患,在运行电压下容易发生绝缘劣化,在外界诱因影响下可能会发生内部绝缘击穿事故。此事故经验可对电流互感器的选型和运行维护提供参考。

环氧绝缘内部气隙局部放电超声信号特性分析

建立了1套超声波法测量局部放电的试验系统,模拟了GIS环氧绝缘子内部扁平气隙放电,采用脉冲电流法和超声法对局部放电进行了测量和相互验证,分析了气隙缺陷的尺寸和施加电压变化对局放信号特性的影响。试验结果表明,超声法和脉冲电流法检测的结果均呈现出相似的、典型的PRPD(局放信号相位分布)谱图,并且由于施加电压增加,超声波信号幅值随着放电量的增大而增大,气隙缺陷的尺寸越大,则产生的初始放电量越大。研究结果为通过超声波法测量研究环氧介质内部放电特性提供了试验依据。

500kV主变压器套管雨闪事故分析及防范措施

针对广西电网公司某变电站1台500 kV主变压器套管雨闪事故,分别从当地气象条件、套管伞裙特点、套管安装方式等因素对事故原因进行分析。认为在特大暴雨天气的情况下,变压器套管上细下粗、倾斜安装是发生这次事故的主要原因。对该类型变压器套管提出了增加辅助伞裙、喷涂PRTV等整改措施,并对今后设备的选型提出要求。

变压器短路损坏原因分析及对策

为了提高变压器的运行可靠性,对2005年以来多起变压器短路损坏事故进行分析。分析结果表明,主变压器抗短路能力不强、历次短路冲击的累积效应以及变压器出口设备故障是造成事故频发的主要原因。根据分析结果提出了防止同类故障的管理措施和技术措施。

GIS典型缺陷局部放电测量与分析

为了研究GIS中典型缺陷的放电特征,在试验室中以一段220kV电压等级的GIS母线腔体为试验对象,设计了高压导杆表面金属尖刺缺陷、悬浮电位缺陷、绝缘子表面导电胶尖刺缺陷、绝缘子表面硫化银污染物缺陷这4种放电物理模型,采用脉冲电流法对其局部放电信号进行测量。研究其放电脉冲中心相位分布、平均幅值随外施电压变化的趋势,比较分析单个放电脉冲波形及其主要能量分布。试验结果表明,相同条件下同一缺陷模型放电稳定、重复性好;不同缺陷类型的PRPD谱图呈现出不同的特点,单个脉冲波形及其能量分布不同;放电平均幅值、中心相位随外加电压变化的趋势也有较大区别;这些特征为进一步进行放电类型的模式识别及局部放电机理研究提供了试验依据。

气体绝缘组合电器多局部放电源的检测与识别

介绍了基于宽带检测的气体绝缘组合电器(gas insulated switchgear,GIS)多局放源检测与识别技术。该技术由脉冲群快速分类和基于最小二乘支持向量机(least square-support vector machine,LS-SVM)的基于相位分布的局部放电谱图(phase resolved partial discharge,PRPD)识别2个主要模块组成。其中脉冲群快速分类模块由基于脉冲波形的时频参数提取和竞争学习网络无监督聚类实现,它将脉冲群分为若干个由相同波形特征脉冲组成的子脉冲群。PRPD放电谱图识别模块对各子脉冲群对应的PRPD谱图进行放电指纹提取,并使用GIS绝缘缺陷特征数据库训练得到的LS-SVM判别函数对各子脉冲群进行识别。仿真和试验结果均验证了该技术的可行性和实用性。

基于宽带检测的局放脉冲波形快速特征提取技术

根据电工设备绝缘存在多局放的工况,提出研制基于单个脉冲的局放宽带检测与模式识别在线监测系统。并指出研制该系统需要解决脉冲群快速分类这一关键技术,其由脉冲波形的快速特征提取以及基于波形特征的快速聚类分析组成。本文针对100Ms/S采样率获取的宽带脉冲波形-时间序列,提出分别使用幅值参数法、等效时频法和时频熵法对局放脉冲波形的特征参数进行提取。在对人工设置的多局放源产生的脉冲群数据进行波形特征提取后,使用模糊聚类对脉冲群波形特征提取结果进行了对比分析。结果表明:三种波形特征提取方法均能在一定程度上很好地分离干扰源而提取出局放数据。GIS母线尖刺缺陷的试验数据处理同样证实了该技术的有效性和可行性。这为研制基于单个脉冲的宽带局放检测与模式识别在线监测系统提供了实用的脉冲波形快速特征提取技术。

基于介质响应法快速评估变压器绝缘状态的方法

为了获取变压器绝缘状态信息,提高变压器运行的可靠性,介绍一种基于介质响应测试变压器老化状态的新方法,该方法通过将时域的极化电流测量(PDC)方法和频域的介电谱(FDS)测量方法相结合,与现有技术相比节省了大量的测试时间。采用该方法对3台变压器的绝缘状态进行测量,试验结果表明,这3台变压器纸板潮湿程度与变压器工况较好吻合。通过试验结果对比,验证了该方法与常规法在变压器电容量及介损测量上的一致性,进一步表明了介质响应法可作为现有绝缘测试方法的重要补充,具有较好的现场应用前景。

局部放电脉冲群的实用快速分类技术及应用

对108次/s高速采样率获取的超宽带局放脉冲波形-时间序列,使用等效时频法提取了局部放电脉冲群的波形特征参数,并研究了模糊C均值聚类算法的特性及其在局部放电脉冲波形特征向量参数处理中的应用.基于GIS的局部放电试验数据处理表明:由等效时频特征提取和模糊C均值聚类分析组成的局部放电脉冲群快速分类技术可以对多个局部放电源构成的脉冲群进行准确分类.这为研制基于单个脉冲的局部放电超宽带检测与模式识别系统提供了实用的脉冲群快速分类技术.

直线及L型GIS模型电磁波传播特性研究

为了对GIS中局部放电的特高频电磁波信号的传播特性进行更深入的理解,使用FDTD算法对直线及L型GIS模型进行了仿真计算.对仿真信号进行时域和频域分析,对比了直线型和L型结构对电磁波传播的影响,研究了不同角度接收到的信号的差异.研究结果表明,对于直线型GIS,在腔体中相对激励源0°和180°的信号峰峰值呈衰减分布,总能量呈振荡平稳分布,而90°的信号峰峰值和总能量则呈平稳分布.对于L型GIS,由于L型结构的影响,经过L型结构后,在相对激励源0°和180°方向上信号能量和幅值会衰减70%左右,而在90°方向上会衰减50%左右,不同角度接收到的信号含有不同的电磁波模式.

L型及T型气体绝缘开关模型中电磁波传播特性的仿真研究

采用有限时域差分方法对L型及T型气体绝缘开关(gas-insulated switchgear,GIS)模型中电磁波的传播特性进行仿真计算,分析L型及T型结构GIS中电磁波的分布及其对自身传播特性的影响。研究表明,受速率色散特性的影响,在GIS腔体的直线部分,随着接收点远离激励源,接收电磁波信号的峰?峰值呈衰减分布,但总体能量变化不大。对于L型及T型结构的GIS,在经过L型及T型结构后,信号能量衰减很大。信号频域分析表明,在0°方向存在横电磁波和横电波的11型模波TE11、21型模波TE21和31型模波TE31等高次模波,而在90°方向只存在横电磁波和T21型模波,且信号频率分量的不同导致在不同接收方向上信号能量的分布也会有差异。

基于超高频窄带法的GIS局部放电的研究

为了提高GIS运行的可靠性,笔者简要说明了超高频法检测GIS局部放电的原理,并在实验室以一段220 kV电压等级的GIS母线为试验对象,设计和模拟了GIS中典型的4种局部放电模型,并使用自主研发的超高频窄带检测系统对其局部放电信号进行检测。试验结果表明,该超高频窄带系统能有效测量GIS局部放电信号,同时获得了不同类型缺陷所产生的超高频信号及其对应的特征,为今后GIS局部放电模式识别提供了数值依据。

针-板电极下针尖曲率和铝箔尺寸对放电机理的影响

为研究电力设备中不均匀电场下的气体间隙击穿现象,通过搭建局部放电ns级放电电流测试系统,研究了针-板电极下针尖曲率半径和铝箔尺寸变化对放电特性的影响。在无铝箔覆盖时,随着针尖曲率半径的增大,电流脉冲幅值增大,其上升沿、下降沿和脉宽都减小。正极性放电电流幅值大于负极性放电电流,其电流脉冲上升沿和下降沿都要小于负极性放电,这可以用流注理论很好地进行解释。随着铝箔面积的增大,电流脉冲幅值和上升沿都减小,下降沿和脉宽增大。然而负极性脉冲上升沿在铝箔直径为5mm时出现最小值。当介质表面有铝箔覆盖,针尖曲率较小时,放电情形类似于无铝箔覆盖的情况;而当针尖曲率较大时,负极性脉宽小于正极性脉宽,其电流幅值大于正极性脉冲。由此推测,在针尖曲率较大铝箔覆盖时放电机理发生了改变,产生了不同于流注放电的另一种放电。

基于超高频的局部放电窄带在线监测系统

笔者研制了两种超高频传感器,引进了基于混频技术的信号调理技术,构造了基于AGA-BP神经网络算法的模式识别单元,设计了系统控制显示软件,最终形成完整的测量系统,最后通过变压器和GIS典型缺陷局部放电试验验证了系统性能。