局部放电检测图谱分析

局部放电对高压电气设备来说是一种安全隐患。现今通常会定期对变电站、发电站等进行局部放电检测;在停电检修进行设备耐压试验的同时也会进行局部放电检测;重点地区设备还会加装在线监控装置,实时采集并上传设备情况,探测器将信号图像化以便于检测人员进行分析。本文现对局部放电图谱的分类、每种图谱所代表的物理意义等展开分析,供参考。1局部放电检测局部放电现象的发生会影响设备的绝缘强度,长期会导致电网事故。定期进行设备的状态检测及早发现局部放电隐患,可以大大提高检修效率。

高压方波脉冲下局部放电的相位分布特征

针对局部放电可导致变频电机绝缘过早损坏这一问题,笔者分别在方波脉冲下和工频下,对匝间绝缘电磁线进行了老化试验和局部放电测量,主要对脉冲电压下局部放电的相位分布特征进行分析,并与工频下进行了对比。结果表明:脉冲条件下,随老化时间的增长,放电相位呈展宽趋势且出现明显的离散特征;高相位放电的出现是部分缺陷迅速发展的标志,是绝缘失效的先兆。

局部放电脉冲在单绕组变压器中传播过程的仿真分析

变压器所特有的绕组结构对局部放电脉冲的传播过程有重要影响。对传播过程的深入研究有助于正确理解测得信号所包含的信息。文章建立了局部放电脉冲在单绕组变压器绕组中传播过程的仿真计算模型,并结合不同放电位置计算了脉冲传播途径的传递函数。不同位置发生放电时,可利用同一测量点所测信号根据其幅频特性的不同来确定放电位置。

脉冲方波频率对局部放电特性的影响及机理分析

为探讨脉冲方波电压频率对局部放电特性的影响,基于超高频(UHF)检测方法和IEEE 488.2传输协议,构建了宽频、高速数据采集局部放电测试系统.利用该系统,研究了变频电机耐电晕漆包线的局部放电脉冲幅值、相位和时频特性.研究结果表明:频率200 Hz以上的高频脉冲电压使空间电荷扩散效应减小,增大了局部放电初始电子产生的概率,使得局部放电瞬时电压降低,出现幅值小于200 mV的局部放电脉冲.在高频脉冲电压下,当局部放电发生在电压上升时段时,快速变化的电压幅值将改变局部放电特性,使得局部放电脉冲在1～2 GHz高频能量的比重增大.因此,根据相关标准检测变频电机局部放电时,为易于激发绝缘薄弱点处局部放电,宜采用频率低于200 Hz的低频脉冲方波电压,且局部放电超高频传感器在1.2 GHz及以上频率处应具有较好的增益特性,并采用500 MHz的高通滤波器,以提高测试系统的信噪比.

油中局部放电脉冲波形的测量与特性分析

设计了具有较宽频率响应范围的紧凑型测试电路 ,结合高速数字示波器 TDS75 4C对油中的局部放电脉冲波形进行了测量。为了验证测试电路具有足够的频率响应范围 ,利用高速脉冲发生器产生的陡脉冲对检测阻抗进行了检验 ,同时利用标准电晕模型对整个测量系统进行了检验 ,结果表明测量系统可以满足要求。利用该系统对 3种缺陷模型进行了测量 ,结果表明油中局部放电脉冲均有振荡成分存在 ,特别是对某些类型的局部放电 ,当放电比较剧烈时 ,会有放电脉冲群的出现 ,这种情况要求传统的测量系统具有较高的脉冲分辨率。

基于Sk-Ku图谱的发电机局部放电数据分析

为了分析发电机的局放严重程度,针对局放的二维相位分布图谱,文中构造了局放的Sk-Ku图谱,并通过两个具体的发电机实例进行了对比分析。分析结果表明,Sk-Ku图谱能有效地表征出局放的严重程度,不同发电机局放严重程度之间具有一定的可比性。局部放电量和放电次数的Sk-Ku图谱均呈现二次曲线的性状,随着局放严重程度的增加,图谱整体有从1、2象限向3、4象限移动的趋势,数据的变化范围出现大幅度的减小。

局部放电脉冲波形的时频联合分析特征提取方法

较全面地总结了基于放电脉冲波形的特征提取方法 ,分析对比了各种方法的识别效果以及一些影响识别效果的因素。在此基础上 ,深入研究了时频联合分析在局部放电模式识别中的应用。

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.

自主脉冲标定式特高频局部放电带电检测相位同步方法

针对现有的特高频局部放电带电检测系统,提出一种基于特高频自主标定脉冲的相位同步方法。该方法使用一个同步电路,在工频信号上升沿过零点同步输出一时频特性固定的特高频时间标定信号,实现相位的同步。此信号与局部放电脉冲信号同时被局部放电特高频检测系统所采集,并以其时频参数为特征参量,采用聚类方法加以分类标记。利用局部放电特高频脉冲与其前后时间标定信号的时差便可计算其在工频信号的相角位置。实验结果验证了该方法的有效性和实用性。

基于优化脉冲时间窗的相位差算法的电力电缆局部放电双端在线定位技术

传统的双端相位差定位技术通过对电缆双端到达的局放信号进行频域分析以实现局放的定位,然而该方法采用信号在电缆中的最长传播时间作为脉冲分析的时间窗宽度,因而引入了冗余噪声信号,造成对定位精度的干扰。因此提出了一种基于优化时间窗宽度的双端相位差的电缆在线局放定位技术。通过噪声幅值限定识别双端脉冲过阈值始末时间点,利用设定上升沿与下降沿的裕度时间窗恢复因阈值限定而裁去的局放脉冲的前后段信息,从而得到优化的脉冲时间窗。对利用上述时间窗提取的双端信号进行互谱密度函数分析后,通过相位展开得到单样本的定位结果。最后利用D-Peak聚类分析对多次定位结果进行自动簇类识别,得到的簇类中心水平位置即代表局放的最终定位结果。该技术通过ATP-EMTP软件在强噪声环境下通过调整局放源位置进行了多次仿真对比实验,随后在300m的XLPE电缆上进行了实际测试。结果表明,相较于传统的相位差与到达时间差技术,该方法的局放定位精度得到了有效提升。

交联聚乙烯电缆局部放电带电检测典型信号提取与图谱分析

为了准确分析和评估交联聚乙烯电缆的绝缘状况,开展局部放电带电检测绝缘诊断,基于交联聚乙烯电缆的局部放电机理和局部放电信号衰减特性,提出了交联聚乙烯电缆的局部放电三通道同步测试方法,通过对2 MHz、4 MHz、6 MHz频率下多簇局部放电信号的3PARD图谱进行逐一分析,初步实现了交联聚乙烯电缆绝缘缺陷的识别和诊断。该方法可有效发现电力电缆的早期故障征兆,避免因局部放电现象扩大而引发故障停运,进而减少负荷损失和电量损失。

GIS内自由导电微粒缺陷的局部放电相位图谱

GIS内自由导电微粒的存在是对GIS绝缘的最大威胁,如何检测GIS内自由导电微粒缺陷成为提高GIS设备运行可靠性亟待解决的问题之一。为此,搭建了GIS内自由导电微粒局部放电研究平台,明确了自由导电微粒造成的局部放电信号与微粒运动的关系,推导得到了理论局部放电相位图谱,该结果与实验结果相符。根据上述模型提出了GIS内自由导电微粒缺陷识别方法,并对现场工频局部放电试验的检测有效性进行研究。结果表明,GIS内自由导电微粒缺陷的理论局部放电相位图谱为正弦带状包络,呈现出对称性强、重复率低、放电全相位分布等特点;现场工频局部放电试验能够检测出不超过1 mm的铝质自由微粒,对GIS内自由导电微粒缺陷具有较高的检测有效性。研究为GIS内自由导电微粒缺陷的识别技术提供了理论支持。

对局部放电试验中典型放电和干扰图谱的分析

对现场测试中几种典型放电现象进行对比,并采取等效电路结合放电过程曲线,分析各种放电现象形成的原因及其明显特征,以便在错综复杂的图谱显示中找到规律,为正确识别放电信号提供参考。

高频电流脉冲法在抽水蓄能电站主变压器局部放电检测的应用

为应对常规高频电流脉冲法在测量局部放电时存在干扰信号,而导致影响局部放电判断的问题,本文通过模糊分类理论,取得了区分高频信号中局部放电信号和干扰信号的良好效果。结合局部放电产生机理,分析了不同类型局部放电信号在相位幅值(PRPD)谱图上的分布特征,并应用于脉冲信号的局部放电判断。测量了某抽水蓄能电站多台主变压器在不同工况下接地系统的高频电流脉冲,展示了环境噪声信号、具有固定相位特征的非放电信号等多种信号的PRPD谱图脉冲分布,判断了某台主变压器可能存在外部沿面局部放电情况。

局部放电试验典型放电和干扰图谱分析

局部放电试验是对于35 kV及以上电气设备常见的试验项目,因现场测试环境的复杂,局放的示波器图谱显示往往错综复杂,难以判断。通过对现场测试中经常出现的几种典型放电和干扰图谱进行比较,结合理论详细分析了各种图谱形成的原因及其明显特征,便于在错综复杂的图谱显示中找到规律,为正确识别放电信号提供参考。

基于三相幅值相位关系分析的交叉互联电缆局部放电宽频检测和分析

电力电缆是电力系统中重要的输电设备之一。为减小屏蔽层损耗和降低电缆末端的电压升高,长距离三相输电电缆通常采用交叉互联接地方式。所以,现场检测交叉互联电缆的局部放电时,即会受到外界电磁干扰信号的影响,又会受到三相电缆之间的串扰信号的影响,导致检测结果难以分析判断。为提高现场交叉电缆系统局部放电的有效检测和准确分析,文中采用宽频带检测传感器现场检测了交叉互联电缆局部放电信号,基于放电脉冲波形图、放电PRPD谱图和3PARD谱图,通过分离分类的方法对现场检测结果进行了识别分析。研究结果表明,利用宽频带传感器可获得更多的局部放电信息,有效抑制外界干扰信号;三相幅值相位分析法可有效区分不同相的局部放电信号,排除三相放电信号串扰的影响,从而实现对放电源的识别。

变压器局部放电脉冲时域及频域分析

文章分析了变压器内部易产生局部放电的绝缘结构,构造了四种典型局放模型,利用研制的宽带测量系统提取其放电脉冲波形,并对波形作了时域及频域的分析。分析表明不同放电波形的特性参数有很大差别,放电能量主要集中在5MHz 以下。

基于BAGAN-CNN的局部放电模式识别

电力设备发生局部放电为小概率事件,现场检测出的局部放电脉冲相位分析图谱样本具有数量稀少、样本类别比例不平衡的问题,导致难以训练出能够准确判断局部放电类型的分类器。为了扩充并平衡不同种类局部放电样本的数量,提高局部放电模式识别准确率,提出一种基于BAGAN-CNN的局部放电模式识别方法。首先,构建BAGAN(Balancing GAN)网络模型,解决原始ACGAN损失函数矛盾的问题,使BAGAN生成器能够生成样本种类稀少的局部放电数据。然后,将原始样本和增强样本作为分类器输入,构造卷积神经网络,自动提取局部放电特征,并通过Softmax层进行分类。实验表明,通过BAGAN生成的数据相比于其他数据扩充方法,能够生成更高质量局部放电样本;相较于传统分类器,CNN分类器的识别准确率更高。

基于局部放电主成分因子向量的油纸绝缘老化状态统计分析

提出一种新的局部放电模式——脉冲相位分布(17RPD)模式特征参数提取方法,用于油纸绝缘老化阶段的判定。通过对油纸绝缘内部气隙模型的加速老化试验,以及老化过程中局部放电信号的定期采集,采用主成分因子分析方法,从传统的PRPD图谱统计特征参量中提取出一组新的局部放电主成分因子向量。新的主成分因子不仅彼此之间完全独立,而且各自具备清晰的物理意义,并最大程度地概括了PRPD图谱所包含的信息。基于不同老化阶段的主成分因子向量聚类分析表明,它对油纸绝缘的老化状态判别结果可以为绝缘状态诊断提供具有重要参考价值的信息。

电缆终端安装刀痕缺陷的局部放电特性分析

为了在电缆终端运行初期检测出其典型安装刀痕缺陷,设计了电缆终端的两种常见刀痕缺陷,并对缺陷的局部放电特征进行了分析。通过电缆附件老化平台模拟真实工况并加速老化,使电缆终端缺陷的局部放电(Partial Discharge,PD)特征更为明显,并使用罗氏线圈传感器获取了不同刀痕缺陷下的PD数据,分析了不同刀痕缺陷的单个放电脉冲波形、放电频谱以及放电相位分布等特征。此外,将这两种缺陷的放电特性进行了对比分析。实验结果表明,不同缺陷下PD的时频特性各有不同;而且在短时间(240h)老化的情况下,不同刀痕缺陷的放电程度就已表现出明显差异,这些特征可为缺陷识别以及改进电缆终端安装工艺提供依据。