基于模型参数辨识的空间多局放源分离方法

对多个局放源信号的有效识别与分离是局部放电检测、定位及分析的关键。为此,提出基于模型参数辨识的空间多局放源分离方法。首先利用自回归-滑动平均模型和高阶累积量参数估计方法对特高频信号进行建模;然后依据模型参数重构信号的频谱,并结合Fisher可分离度选择信号特征频率;最后基于所选择的特征频率和径向基神经网络对特高频信号类型进行分类。仿真研究验证了方法对特高频信号的频谱重构和信号分类上的有效性,在信噪比大于10 dB的未知局部放电源信号中的多个局放源分离准确性大于75%,具有较好的应用价值。

油纸绝缘缺陷局放UHF抗干扰定位及优化布置方法

特高频(ultra high frequency,UHF)局放检测是变压器油纸绝缘缺陷定位的常用方法,实际应用过程中局放定位准确性易受噪声和传感器布置方式影响。为保证变压器油纸绝缘缺陷局放定位检测有效性,文中首先建立油纸绝缘缺陷UHF局放定位检测平台,在常规K-means方法的基础上,提出基于修正聚类分界的变压器油纸绝缘缺陷局放抗干扰定位方法,有效降低了定位误差。然后针对样本聚类分界混叠问题,选择最优修正系数L为1.1时,UHF局放定位误差可减小至0.1 m内,验证了文中方法的有效性。最后分析不同传感器布置方式的定位误差变化规律,提出变压器油纸绝缘缺陷检测用UHF传感器优化布置方案,可为变压器局放在线监测传感器布置及定位提供参考。

基于K-Means聚类算法的井下电缆双端在线局放定位方法

常规的电缆局放定位方法以反射信号识别与定位为主,时间同步偏差相对较大,影响最终的局放定位精准度,因此设计了基于K-Means聚类算法的井下电缆双端在线局放定位方法。该方法通过提取井下电缆双端行波模量特征,将井下电缆局放信号进行相模变换,分析相应电荷气隙平衡条件,获取更加准确的双端局放位置。基于K-Means算法构造电缆在线局放定位聚类中心,将空间距离相似的电缆进行局放判断,排除异常定位数据对聚类结果的影响,从而减小定位误差。采用对比实验验证了该方法的定位精准度高,能应用于实际生活中。

10 kV线路局放对中压设备影响分析及监测策略改进

通过建立10 kV电缆的等效电路模型,计算电缆物理参数,进而获得脉冲电流信号在电缆中传输的频谱特性,并以其为基础,结合城市配网的运行实际需求进行方案优化。分析结果表明以中后期的局放信号为监测目标,结合后插避雷器的等效电容回路能达到很好的监测效果,从而更好地对线路绝缘状态进行诊断评估。

关于判断开关柜振动和局放的案例分析(待续)

高压开关柜发生局放(局部放电,本文简称“局放”)或振动会引起运行声音异常,且有时两者产生的声音相似难以辨别,是电力系统中常见的问题。为了准确判断开关柜声音异常产生的原因,本刊本期起通过对局放和振动的产生机理进行阐述,通过总结现场经验,对比局放与振动的不同特征,提出局放检测、现场检查、停电试验联合诊断策略,供广大读者实际生产工作中参考。

变电站GIS设备耐压局放问题处理与预防

本文针对变电站GIS设备耐压局放问题进行了分析和探讨,阐述了其产生的原因和影响。通过对GIS设备耐压局放问题的处理和预防措施的分析,旨在提高GIS设备运行的安全性和可靠性,减少设备故障率,保障电力系统的稳定运行。

基于鲸鱼算法的变压器局放超声内部定位研究

变压器绕组因绝缘缺陷引发的局部放电危害供电系统安全运行,目前针对局部放电的检测受电磁干扰、传感器布置方式等因素的影响较大。为此,文中提出了在变压器检修口处内置传感器的布置方式,并采用鲸鱼优化(Whale Optimization Algorithm,WOA)算法对局部放电点进行定位估计。通过COMSOL建立三相变压器绕组模型,仿真分析了超声波在变压器绕组内的传播规律,并得到了WOA算法定位所需的时延信息。仿真结果表明,对于B相高低压绕组的局放点,应用WOA算法的非对称四边形阵列的布置方式比对称四边形阵列的定位误差更小,平均误差为3.9 cm;对于A相,在变压器检修口处内置两个检测点可以有效定位局放点,平均误差为5.1 cm。文中结果可为现场变压器局部放电定位提供一定的参考。

XLPE电缆交叉互联系统中高频局放检测位置对幅值特征的影响

针对高压电缆交叉互联系统中高频局放检测位置影响检测结果的问题,设计并搭建了采用典型截面的百米级110 kV交联聚乙烯电缆线路的交叉互联系统局放检测试验平台;采用高频电流传感器对交叉互联箱的接地线、同轴电缆、换位排和接头接地引出线等4个不同检测点的局放信号进行检测,分析局放信号幅值的变化规律。研究结果显示:检测位置的不同会导致测得的局放信号幅值特征相差较大,通过选取合适的检测位置,结合局放信号幅值比较及局放谱图分析,可以有效实现局放源的识别与判定。在现场实测时,建议HFCT的最优安装位置为中间接头接地引出线和交叉互联箱换位排处,同时换位排处应采用电容臂进行短接。

基于修正时频聚类分界的GIS设备特高频偶发局放识别算法

特高压气体绝缘金属封闭开关(gas insulated switchgear,GIS)特高频局放信号呈现小脉冲、少脉冲偶发特征,常被干扰信号淹没。常规单通道局放识别方法难以有效提取特高压GIS特高频偶发局放信号,为此迫切需要研究基于多通道的特高频偶发局放信号识别算法。首先现场实测了1000 kV GIS多通道特高频局放信号,基于其频谱特性,提出了采用双指数脉冲信号注入和真实干扰源的特高压GIS特高频偶发局放信号模拟实验方法,通过改变注入信号幅值模拟不同信噪比的特高频局放信号脉冲,获得了9000组多通道特高频局放信号和干扰信号数据样本;其次研究了多通道特高频信号时频特征聚类方法,在常规K-Means方法的基础上,提出了一种基于修正时频聚类分界的特高压GIS特高频偶发局放识别方法,提出了修正系数L的最优取值;最后将该方法应用于某1000 kV GIS特高频局放现场带电检测,验证了该方法的有效性。

局放定位技术在GIS基建试验过程的应用

气体绝缘开关设备(GIS)以结构紧凑、维护量少、故障率小等优点,在电力系统中得到了广泛运用。但随着GIS设备数量逐渐增多,在现场安装后进行交接试验并测量局部放电水平,并以保证设备及电网安全稳定运行。通过介绍超声波与特高频局放检测方法,并以实际案例分析局放定位技术在GIS基建交接试验过程中的应用。

基于局放和振动监测技术的特高压变压器综合在线监测系统研究

为提升特高压变压器在线监测水平,基于局放、振动等传感器技术提出了一种更为全面的综合在线监测系统.该系统能够实时采集各类传感器数据,并对采集数据进行分析判断,分类识别各类故障并发出预警.首先介绍了系统的主要结构,然后阐述了系统中各部分的主要功能,最后提出了系统实施方案,以期在特高压变压器状态监测方面提供经验,为电力企业和相关人员提供参考.

基于改进SSD的GIS多源局放模式识别

为了克服局部放电(partial discharge, PD)缺陷诊断中样本数量不足的困难,并解决传统模式识别算法无法有效识别多源局放的缺陷,文中提出了一种基于改进单阶段多框预测算法(single shot multi-box detector,SSD)的气体绝缘组合电器(gas insulated switchgear, GIS)多源局放谱图检测算法。首先,分析了多源局放的相位分布局部放电(phase resolve partial discharge, PRPD)谱图特征,搭建GIS实验平台并模拟了4种典型局放缺陷,采集样本数据并采用ACGAN算法进行样本扩充。然后,搭建了SSD网络模型,在特征提取网络中引入了空间与通道注意力机制。最后,利用实验室数据与某220 kV变电站收集的现场数据分别验证所提出算法的有效性。实验结果表明,提出的算法能够有效检测出复杂噪声下PRPD谱图中的多源局放特征,其实验室数据平均检测精度可达97.8%,现场数据平均检测精度可达91.6%。

基于信号去噪的电气设备高频局放检测仿真

检测电气设备的局部放电信号时,电气设备高频信号噪声较大,无法获取精准的信号频谱图,存在设备局放检测偏差较大。提出基于信号去噪的电气设备高频局放检测方法。构建信号接收模型,在电力系统中采用信号接收模型采集电气设备的高频信号。利用EMD-ICA算法对电气设备高频信号进行降噪处理,上述算法可以有效保留信号中存在的细节信息,消除信号中存在的噪声。基于此,提取电气设备高频局放特征,将其输入到支持向量机中,完成电气设备高频局放检测。仿真结果表明,所提方法下电气设备高频信号质量更高,所提方法获得的信号频谱图与实际信号频谱图最为接近,可准确检测电气设备高频局放,具有良好的检测性能。

基于局放脉冲检测的铝电解槽短路口绝缘状态监测方法

在电解铝生产过程中,由于高温多粉尘的特殊工作环境,铝电解槽短路口绝缘逐渐劣化,在阳极效应作用下容易引发短路口放炮故障,严重影响企业安全生产,且目前尚无有效的故障预警方法。为此,在短路口放炮故障机理的研究基础上,提出一种基于局放脉冲检测的铝电解槽短路口绝缘状态监测方法。该方法采集电解槽发生阳极效应时的短路口电压信号,通过计算标准差得到短路口发生局部放电的时刻,并对信号小波阈值去噪后提取放电脉冲,提出相应判据评估短路口的绝缘状态。实验表明该方法可有效诊断铝电解槽短路口的绝缘状态。

基于局放量传递比的直流穿墙套管局部放电定位方法研究

针对直流穿墙套管局放试验异常的情况,提出了基于局放量传递比的直流穿墙套管局部放电定位方法,并阐述了套管局部放电定位方法的机理,通过实例开展了局放试验研究,试验结果验证了套管局部放电定位方法的有效性。

风力对1100 kV GIS出线套管局放缺陷时温度特征的影响分析

对于500 kV及以下的GIS出线套管,利用红外测温的手段诊断内部局放缺陷已有比较丰富的经验和案例,而用于特高压变电站的1100 kV GIS出线套管体型高大,内部屏蔽结构相对复杂,缺乏相关缺陷诊断经验,且其表面温度会不可避免的受到外界风力影响。对于某些特殊环境和地区,若等待风速满足红外测温要求则可能延误诊断时机,造成缺陷的进一步发展,因此有必要研究风力对1100 kV GIS套管局放缺陷时温度特征的影响。文中建立1100 kV GIS套管的三维温度场仿真模型,对不同局放位置时的表面温度特征进行仿真研究,并采用流体外掠圆管的模型进一步分析了风速、风向对套管表面热点的影响规律,结果表明:局放缺陷时套管表面温差约为2~3 K,当缺陷位置的正向风、背向风、侧向风的风速分别达到约5、6、9 m/s时,套管表面温差与无风时相比下降2 K,此时套管表面已不存在比较明显的热点,若开展红外测温则极易导致内部缺陷的漏判。

750 kV高压并联电抗器局放检测异常分析

文中介绍了一起750 kV高压并联电抗器局放检测异常案例,通过带电检测和综合监护系统成功捕捉到了高压电抗器内部间歇性放电信号,进一步明确了微弱乙炔状态下的缺陷类型。通过超声传感器联合定位方法确定了局放源的位置,并通过解体确定了故障原因。本次高压电抗器局部放电信号异常的原因为电抗器内部由于长期振动的原因,导致电抗器出现了螺丝脱落,悬浮颗粒造成的油隙打火,而螺丝松动的原因为锁固剂涂覆不规范、螺栓紧固力矩不符合要求。通过对该案例缺陷的处理和分析,在高压电抗器安装、验收、运维检修等方面提出相应建议防止该类缺陷再次发生。

252kV GIS用SF6/N_(2)混合气体局放特性研究

为了研究工频电压下SF_(6)/N_(2)混合气体的局放特性及其在GIS中的工程应用前景,文中设计了尖端、气隙两种GIS局放缺陷模型并进行了电场仿真分析,搭建了252 kV GIS局放试验样机,在绝缘等效基础上分别进行了不同气体混合比(2∶8、3∶7、4∶6)、不同气压(0.4、0.5、0.6 MPa)条件下SF_(6)/N_(2)混合气体的局放试验。仿真及试验结果表明:SF_(6)/N_(2)混合气体的局放起始电压、熄灭电压、视在放电量均小于纯SF_(6),说明SF_(6)加入N_(2)可以降低其对电场畸变的敏感程度。通过对比SF_(6)/N_(2)混合气体和纯SF_(6)之间的局放图谱,发现SF_(6)/N_(2)混合气体与同等工频绝缘强度的纯SF_(6)局放水平相当,在不改变现有GIS结构和设计原则的前提下可以替代纯SF_(6)。

结合小波变换与数学形态学的电缆局放信号识别与降噪方法

针对大部分电缆局放(PD)信号识别方法在噪声影响下的识别准确率低、波形失真等问题,提出了一种基于小波变换与数学形态学的电缆PD信号识别及降噪方法。该方法利用最大重叠离散小波变换提取PD信号的高频和低频特征,结合重构和数学形态法滤除噪声。利用自适应神经网络学习小波变换后的特征,最终完成PD信号的识别分类。基于某变电站实测PD信号波形对所提方法进行实验分析结果表明,信号降噪处理后的信噪比与均方误差分别为5.439 dB、0.251,且整体的识别准确率超过了88%,均优于其他对比方法,具有良好的应用前景。

基于5G专网的TEV+AE原理的高压开关柜局放在线监测方法研究

为提高高压开关柜局放在线监测精度,避免漏检和误检问题,该文结合5G专网的TEV+AE原理,进行对高压开关柜局放在线监测方法的设计研究。利用高通滤波和峰值检测增强处理高压开关柜局放信号数据。基于5G专网的TEV+AE原理,识别高压开关柜的局部放电模式。设置2种监测模式,进行局部放电在线监测与预警。对比试验证明,新的监测方法所监测的高压开关柜局部放电次数与实际完全一致,具备极高的监测精度,并能有效避免漏检和误检,为高压开关柜安全稳定运行提供有力帮助。