基于脉冲同步的配电电缆局部放电在线监测及定位方法

为了解决配网电缆局部放电在线定位难题,文中提出了一种基于脉冲同步的配电电缆局部放电双端在线定位方法,并研制了面向泛在电力物联网的配电电缆在线监测系统。首先,通过向电缆中注入脉冲信号,实现双端系统的时钟同步,并获得高频信号在电缆中的传播速度,解决了到达时间分析方法在配网电缆应用中同步困难的问题,并提出了采用基于能量法估计的局部放电脉冲到达时间,提高局部放电定位结果的鲁棒性。然后,描述了面向泛在物联网的配网电缆局部放电在线监测要求和架构。其次,详细讨论了关键硬件的实现方法,包括增益可调的高频电流互感器和感性脉冲注入装置。最后,为了验证提出方法和系统的有效性,在实验室10 kV电缆上进行了局部放电模拟试验,实验结果表明,提出的定位方法相比于传统的基于GPS同步的定位方法定位精度显著提升。此外,利用研制的测试系统对风电场真实的35 kV电缆进行了现场测试,验证了提出方法的可行性。

基于频域阈值处理广义互相关和空间筛选的多源局部放电定位方法

该文针对电力设备的多源局部放电定位问题,提出了基于频域阈值处理广义互相关(frequency domain threshold processing generalized cross-correlation,FDTP-GCC)和空间筛选的多源局部放电定位方法。为实现多源局部放电超声信号的同源时间差提取问题,该文提出了FDTP-GCC算法,该算法直接应用于超声传感设备采集的原始信号,在频域内通过设置幅度谱阈值排除干扰频段,幅度谱归一化突出多源信号时间差的冲激函数特征,直接得到对应同源信号的时间差。通过仿真证明了FDTP-GCC算法进行时间差估计的高准确性、高稳定性、高抗噪能力。为解决FDTP-GCC算法带来的同源时间差分离的问题,该文提出了基于空间筛选的多源局部放电定位方法,并分析了采用基于解析解的算法和智能算法进行空间筛选的定位性能。最后采用双局部放电源进行了定位试验,试验结果表明该文方法提取的时间差误差均在1μs以内,两个局部放电源的定位误差为20.53cm和4.93cm。

基于路径时间差的变压器局部放电超声定位方法

为解决变压器局部放电检测环节存在的传感器安装受限、检测范围狭窄问题,规避由检测不到位引发的变压器绝缘劣化、击穿风险,保证变压器设备的高效、安全运行,本文引入超声波定位方法进行深入系统探究。引入变压器局部放电实例,进行了试验设计和探究分析,本文设计的定位方法误差可以控制在10cm以内。

电力变压器局部放电检测及定位技术探析

为发挥变压器在调节电压方面的作用,本文以电力变压器为主要研究对象,着重从局部放电的角度,在简单介绍电力变压器局部放电检测相关内容的基础上,结合实际的案例探讨应用局部放电检测技术的实际情况,并基于定位技术来验证检测结果的准确性,旨在为电网的运行发展提供思路和经验。

多任务元学习网络的气体绝缘组合电器局部放电同时诊断与定位

针对气体绝缘组合电器(GIS)局部放电诊断和定位作为两个独立的任务来完成而忽略了两个任务间的联系、且难以部署和泛化到现场小样本场景下的问题,提出了多任务元学习网络以同时实现现场小样本场景下的GIS局部放电诊断与定位。首先,为了充分挖掘两个任务间的关联关系并保留每一任务的差异特征,构建了多任务网络,在特定任务层引入注意力机制,为每个任务从浅到深选择重要特征,保证每一任务特征差异化提取的质量。其次,为了将所开发的多任务网络部署应用到现场小样本场景下,采用元训练的方法对模型进行训练。再次,在元测试阶段使用目标任务的少量数据进行微调,实现了小样本下GIS局部放电诊断和定位。最后,在现场样本上对模型性能进行了验证。实验结果表明,提出的多任务元学习网络在GIS局部放电诊断上的准确率达到94.53%,定位平均误差和均方根误差分别为10.78 cm和12.97 cm,与单任务网络和其他模型相比性能提升明显,为GIS局部放电诊断和定位提供了新颖的解决思路。

基于F-P光纤传感器的变压器油中双局部放电源定位研究

电力变压器作为电力系统中至关重要的能量转换设备,其稳定运行对于保障电能供应的可靠性具有重大意义。局部放电影响高压电气设备绝缘性能。局部放电在线监测不仅可以获取设备老化信息,还可以预测变压器寿命。局部放电源准确位置信息可以帮助检修人员制定精准维护计划,确保电力系统稳定,设备制造商可利用此信息优化结构和安装方法。变压器内部双局部放电源放电是一种更为复杂的故障类型,传统的检测方法难以准确捕捉到此类放电波形。F-P光纤传感器是一种新型的局部放电声学检测方式,该传感器结构小,灵敏度高,而且有较强的抗电磁干扰能力,可以内置于变压器内部实现复杂情况下的局部放电检测。在本研究中,研制了基于F-P光纤传感器的双局部放电源检测系统,采用基于多信号分类(MUSIC)测向原理的交叉定位算法,可以实现对变压器油中双局部放电源定位。总的来说,F-P光纤传感器阵列有较好的方向清晰度,可以实现准确定位。将该双局部放电源定位系统应用到了35 kV单相变压器模型上,验证了其对外绕组双局部放电源定位的有效性。

一种级联式高压开关柜局部放电定位方法

针对高压开关柜局部放电定位技术存在误差大、效率低、难以实现定位到柜的问题,文中基于开关柜中局部放电TEV信号进行了定位技术研究,提出了TEV传感器级联式定位方法。通过分布式传感器有线级联的方式、双母线分时比较方法与TEV传感器状态开关切换策略,使单个双通道采集卡能对多面开关柜上的TEV传感器信号脉冲进行采集比较,从而快速、高效、准确地在成排高压开关柜中定位出局部放电源所在的开关柜。基于该方法设计了高压开关柜局部放电级联式定位系统,采用总线级联式的模块化设计,不需增加高速采集通道数量即可满足任意扩展TEV检测节点数量的需求,最大化地减少了系统成本。通过搭建验证平台验证了该定位方法的定位效果,证明了级联式定位系统的工作有效性,实现了局部放电定位到柜的目的。

基于辐照度分析的干式空心电抗器局部放电定位方法

干式空心电抗器局部放电的定位对于保证电能质量和节省维修成本具有重要意义。针对现有局部放电定位方法在电抗器实际应用中精度较低的问题,提出一种基于辐照度分析的干式空心电抗器局部放电定位方法。首先,根据干式空心电抗器典型结构建立三维光学仿真模型,分析不同位置放电光源在包封底部的辐照度分布特性,基于最大方差理论对辐照分布矩阵进行特征提取,构建光学仿真数据集;然后,采用交叉验证的方法对随机森林和反向传播神经网络模型进行参数调优,使用测试集评估模型的定位效果;最后,利用干式空心电抗器局部放电实验平台,对定位方法进行实测验证。结果表明,2种模型在实验数据集下的定位准确率均高于90%,相比于反向传播神经网络,随机森林的定位准确率更高且推理时间更短,验证了基于辐照度分析的放电定位方法的有效性。

基于改进GCC算法的交流配电电缆局部放电在线定位方法研究

由于受到电磁噪声等因素的影响,现有的电缆局部放电定位方法不能准确定位放电故障。为处理该问题,在双端定位法的基础上,提出一种面向工程实际应用的电缆局部放电信号在线定位方法。基于改进的广义相关算法估计信号时延,并考虑局放信号的波速不定性,采用修剪均值数据滤波算法提高多定位样本下的局部定位精度。最后在仿真及试验中,通过与传统时延估计法进行对比,对所提方法的准确性进行验证。试验结果表明,相比传统的时延估计定位方法,所提方法在环境干扰严重、检测设备采样频率受限的条件下,能够有效提高时延估计精度,减小定位误差,试验定位相对误差为0.47%,满足工程实际要求。

基于多重多项式结果-二重网格搜索的变压器局部放电定位

为快速筛选出变压器局放位置,该文设计了超声和特高频一体化传感器阵列排布,并基于此提出了一种多重多项式结果-二重网格局部放电搜索定位方法。该方法的基本原理为:首先,离线生成两层网格搜寻虚拟空间以对标真实空间;然后采用多重多项式结果法求解时差方程组,得出初始坐标点;之后,以初始坐标点为基础利用二重网格搜索求解目标故障坐标点。为验证方法的有效性,通过搭建变压器局部放电试验平台,内置针-板故障缺陷,对该方法下的故障点定位偏差进行了计算和分析。结果表明:该文设计的一体化传感器阵列时延差异显著;与传统多重多项式直接求解结果相比,二重网格化搜索后的定位结果偏差值分别降低40%和16.7%,2-范数值降低53.5%和6.0%,算法最终定位误差最大不超过5 cm。该方法可为实际油浸式配电变压器放电定位应用提供理论参考。

基于等效距离的GIS局部放电特高频定位方法

针对GIS局部放电特高频定位中,传统幅值法误差较大、时差法硬件开销过高等短板,提出了利用信号经过GIS组件结构产生的幅值衰减推导局放源方位的等效距离法。考虑到不同测点排布与噪声干扰对定位的影响,首先对比3~5个邻近测点的信号幅值与波形特征以明确放电区间,进而根据衰减特征值计算出局放源所在组件。设计并集成了对应的软件功能模块,利用车间252 kV GIS断路器间隔与母线进行了数据采集与定位验证实验。结果表明,等效距离法实现了75%的组件级定位精度与95%的亚气室级定位精度,兼顾了准确性、经济性与实用性,有助于工程现场及时探明缺陷、缩小解体范围。

基于经验小波变换与Hilbert边际谱的电缆局部放电定位方法

针对背景噪声干扰和放电信号匹配影响电缆局部放电定位精度的问题,提出一种基于经验小波变换与Hilbert边际谱的局部放电定位处理方法。通过建立振荡波电压局部放电仿真模型产生局部放电信号,经EWT分解信号,获取多分辨率分量。采用Hilbert变换对MRA分量求其边际谱能量值,计算脉冲匹配,将放电信号接收时间代入行波公式计算出故障位置。结果表明,该方法可以有效实现放电信号匹配,与传统定位方法相比,精度更高,定位误差达到0.33%。

基于小波重构的电力电缆局部异常放电定位技术研究

电力电缆局部放电定位技术作为有效的电力电缆质量监测手段已经在电力系统中广泛应用,由于异常放电信号在传播过程中会受到各种因素的影响,因此常出现定位结果不准确的情况。本文应用小波重构对电力电缆局部异常放电定位技术进行研究。通过小波分解采集的电力电缆局部异常放电后进行信号重构,重构后的信号提取特征并识别定位电力电缆异常放电位置,实现对电力电缆质量状态的监测。通过测试技术方法,证明基于小波重构的电力电缆局部异常放电定位技术为电力电缆的维护和管理提供了有效的技术手段。

配电电缆局部放电检测与定位技术

近年来,局部放电检测与定位技术研究日益受到重视,其种类繁多,应用领域涵盖输电、配电及电力设备制造等。文章对配电电缆局部放电产生的原因和危害进行总结,重点分析局部放电检测方法和定位技术,以期为相关研究和实际应用提供参考。

碳化硅晶圆电气测试中局部放电的检测与定位方法研究

伴随着微电子技术的发展,传统的硅锗半导体材料由于其自身材料特性等原因的局限性,在高温、高频、高功率以及光电等领域的应用越来越显示出其局限性。碳化硅器件以其独特的性能优势,在电力电子,光电子,电声技术和汽车电子等领域有广泛的应用前景。本论文是针对碳化硅晶片电特性测试过程中,局部放电检测与定位所遇到的问题而展开的。首先介绍了SiC晶片的电学特性,并讨论了局放效应对SiC晶片的影响。接着分析了非侵入式局部放电检测方法,并对定位法中的信号处理法及侵入式法进行了分析。最后,对全文进行了总结,并对未来的发展进行了展望。

变压器局部放电检测与定位方法研究

变压器作为电力系统的核心设备,其健康运行状态对于保障电网的稳定性和安全性至关重要。因此,变压器局部放电的检测与定位技术一直是电力研究领域的热点。本研究深入探讨了当前主流的变压器局部放电检测和定位方法,着重分析了超声波检测、电磁波检测和化学气体检测等技术的原理、应用及其优缺点。同时,对于定位技术中的关键方法——时差定位和三角定位法进行了详细阐述,特别是三角定位法,其高精度定位特性对于快速准确地识别局部放电位置具有重要意义。本研究的目标在于通过对比和分析多种检测和定位技术,为变压器局部放电的精确监测提供科学的理论依据和实用的技术参考,进而优化电力设备的运维管理策略,提高电力系统的整体运行效率和稳定性。通过本研究,期望能为电力行业的安全运行和可持续发展贡献一份力量。

基于蒙特卡洛模拟的声电联合局部放电定位阵列设计及快速定位方法研究

针对目前局部放电声电联合定位中传感器阵列和定位算法设计缺乏统一评价指标的问题,通过对到达时间差算法误差来源进行分析,提出通过蒙特卡洛模拟对阵列及定位算法的定位能力进行定量分析的方法。综合考虑空间限制和定位能力,应用上述方法对平面圆形阵列阵元数量和阵列半径进行了优化,并确定平面圆形阵列的最优阵列半径为35 mm,阵元数量为4~6个。随后基于所提方法,针对4阵元平面圆形阵列对到达时间差算法求解过程进行了优化,提出先通过一次方程组解得x、y后,回带误差最小二乘函数计算z坐标的方法,大幅减小了计算量。最后利用有限元仿真软件和油中放电实验平台,对所设计4阵元圆形阵列及局部放电定位算法进行了验证,定位误差小于65 mm。

基于宽频等值电路的配电变压器局部放电电气定位研究

当配电变压器中发生局部放电时,脉冲电流信号会沿着绕组传播,检测低压绕组中性点接地处脉冲电流即可实现配电变压器局部放电检测。以往的配电变压器局部放电检测及评价方法无法判断放电位置与放电类型,难以准确评估配电变压器绝缘状态。建立了配电变压器宽频等值电路模型,研究了不同位置、不同类型局部放电脉冲电流信号在配电变压器绕组中的传播规律,提出了小波-经验模态联合去噪算法过滤现场检测中的噪声信号。通过计算脉冲电流信号的能量值以及三相波形相似系数实现了配电变压器局部放电的电气定位,以对多组不同噪声水平的信号进行验证,均可实现准确定位,验证了去噪算法和定位方法的有效性。

基于IFA和TDOA的变压器局部放电特高频定位方法

非线性球面方程组的求解是变压器局部放电定位的关键技术之一,针对定位算法对时延误差敏感、容易陷入局部最优或误解等问题,提出基于改进萤火虫算法的变压器局部放电特高频定位方法。给出局部放电的定位模型和目标函数,对定位算法的适应度函数进行改进,对萤火虫算法的初始种群选择策略和萤火虫个体更新策略进行改进。仿真过程中,在理论时延下验证改进算法的可行性,通过改变时延大小模拟实际测量时的时延误差,并与其他定位算法进行对比,发现改进的定位算法平均定位误差为10.53 cm,满足定位精度要求。通过实验进一步验证了该算法的有效性和适用性。

基于多传感器融合的电力变压器内部放电定位与辨识技术

针对电力设备状态监测中传感器信息融合的难题,应用油中溶解气体、特高频、光纤超声等监测传感器构建了适用于变压器的融合传感阵列,提出了变压器内部放电的辨识策略。采用超声信号到达时间差估算实现了放电源定位,建立了多传感器监测特征融合算法,并结合K邻近(K nearest neighbors,KNN)算法实现了放电模式辨识。实验结果表明:放电源定位平均误差为45.1 mm,放电类型辨识准确率达到90.6%;所构建的多传感器融合感知策略与系统,可实现变压器内部放电源的准确定位与辨识,具有一定的应用推广价值。