基于K-Means聚类算法的自动图谱识别在电缆局部放电在线监测系统中的应用

局部放电相位谱图(phase resolved partial discharge pattern)是局部放电模式识别普遍采用的重要方法。但在中高压电缆在线局放监测系统中,电缆中的电压信号难以直接获取,使得局放相位谱图分析的开展遇到了重大的挑战。为此,在多年局放理论研究和局放现场应用研究的基础上,提出了基于K-Means聚类的局部放电相位谱图自动模式识别技术。该技术通过信号提取、坐标变换、K-Means聚类、中心点平移、模式判断的流程,克服了电缆局放监测中相位信息难以直接获取的缺点,能对来自三相的局部放电信号进行自动识别判断。5个应用实例证明,该方法能对电晕放电、内部放电、沿面放电和干扰信号做出准确的判断,必将在电缆在线监测系统中获得广泛的应用。

基于深度残差网络的GIS局部放电PRPD谱图模式识别

为了研究气体绝缘组合电器(gasinsulatedswitchgear,GIS)局部放电脉冲相位分布(phaseresolvedpartial discharge,PRPD)谱图的模式识别,解决传统的统计参数分析方法识别准确率低的问题,该文提出了一种基于深度残差网络的GIS局部放电PRPD谱图模式识别方法。首先,设计并搭建了GIS中4类典型局部放电缺陷的实验模型并采集实验数据;然后,利用条件生成对抗网络对PRPD谱图训练集进行数据扩充;最后,利用深度残差网络提取每类缺陷的PRPD谱图特征并将其分类。实验结果表明,该方法相较于普通卷积神经网络和统计参数分析方法,其识别准确率有明显提升,最高可达98.75%。研究结果表明所提方法能有效区分出GIS中4类典型的局部放电缺陷类型,在工程实际中有良好的应用前景。

油/纸绝缘沿面局部放电特性研究

采用局部放电测量方法,研究了油/纸沿面从局部放电起始到贯穿闪络整个过程中局部放电量、放电谱图、放电频率及单个放电脉冲的变化情况.采用两种具有不同老化程度的油样研究了油样在沿面闪络过程中对局部放电测量结果的影响.研究结果表明,在初始电子产生阶段,放电量和放电频率均很小,放电集中在工频峰值处,随着电压的升高,放电量和放电频率随之升高,放电处于工频上升处.当临近沿面闪络时,放电量会迅速增大,放电脉冲呈现脉冲序列形式,会听到较大的放电声.油样的老化会降低局部放电起始电压,并导致沿面放电在流注发展阶段的放电量和放电频率增加.

局部放电信号在交联聚乙烯高压电力电缆中的衰变及其检测

针对高压交联聚乙烯电力电缆独特的分层半导电绝缘以及复杂的金属屏蔽结构,采用阻抗分布参数加权比的传输线简化模型以及时域有限差分法对局部放电脉冲在电缆及接头中的衰减谱特性进行理论计算和电磁场仿真分析。设计和构建了电力电缆接头典型物理绝缘缺陷模型以及3种不同类型传感器组合的局部放电检测系统,开展了复杂的高压电力电缆接头分层结构的远区场衰变试验和近区场传感器的检测特性研究,结果表明:局部放电波形幅值呈幂函数衰减,波形也发生严重畸变,验证理论计算及仿真结果,为交联聚乙烯高压电力电缆局部放电检测试验及故障诊断提供参考。

油纸绝缘内部气隙缺陷电劣化过程中局部放电的测量与模拟

对油纸绝缘内部扁平气隙缺陷模型进行连续局部放电试验,在不同阶段进行局部放电相位谱图(phase resolved partial discharge pattern,PRPD)的采集。发现由局部放电导致的介质电劣化过程中其局部放电表现可分为5个阶段,前4个阶段的PRPD谱图具有很大的差别。采用基于局部放电物理过程的放电模型进行了计算机模拟,利用计算机模拟对谱图变化原因作了解释。通过对比计算机模拟过程中模型参数的变化和试验结果,对电劣化过程中缺陷气隙内部的物理变化过程进行了研究。研究结果为通过局部放电测量判断介质电劣化的发展状态提供了试验及理论依据。

阻尼振荡波电压和工频电压下XLPE电缆局部放电特性的对比研究

采用工频电压法和阻尼振荡波电压法研究热缩式电缆附件在4种缺陷情况下的局部放电特性,对比分析两种电压情况下的局部放电起始电压和局放模式。结果表明:两种方法在局部放电特性研究中具有一致性,各种缺陷的局部放电统计特征具有较为明显的差异。

GIS中不同位置电晕放电的超声波信号特性

气体绝缘开关(GIS)制造、安装及运输过程中,在高压导体和接地腔体上可能会出现金属毛刺,因而在运行中会导致电晕放电的产生,危害设备的正常运行。为了研究GIS中不同位置的电晕放电特性,以一段220kV电压等级的GIS母线腔体为实验对象,设计了GIS中高压导体和接地腔体上的金属尖端模型,使用超声波方法对其局部放电信号进行了检测。实验结果表明,不同位置的金属尖端电晕放电的超声波信号在放电谱图、信号衰减特性及信号频率分布特性上会呈现出不同的特点。接地腔体上的电晕放电相比高压导体上的电晕放电,其放电幅值小、频率分量高、沿腔体衰减剧烈。检测结果为GIS局部放电的现场检测、故障定位及模式识别奠定了实验基础。

热机联合应力对油浸纸板绝缘及机械特性影响研究

油纸绝缘系统在热、机械等应力共同作用下所发生的绝缘老化与破坏是电力变压器发生故障的主要原因之一,文中针对热机联合应力对油纸绝缘的影响开展了实验研究。对油浸纸板进行不同时间的热老化后施加不同形式的机械应力,测量纸板产生的应变,分析不同条件对油浸纸板的耐压时间、局部放电相位分布(PRPD)谱图、平均放电量等局放特征的影响。对未经老化的油浸纸板,机械应力加载时间越长、应力幅值越高或者应力频率越低,油浸纸板受到的破坏作用越严重,机械性能和绝缘性能越差。油浸纸板经过热老化处理后,机械应力对其绝缘性能和机械性能的影响趋势与未老化时类似,但热老化后PRPD谱图形态多呈现"兔耳状"。随着热老化时间的增加,纸板的绝缘寿命先有所上升,然后一直下降。文中研究结果可为热机联合应力下油浸纸板老化模型的建立提供试验依据。

基于栈式降噪自编码器的GIS绝缘缺陷识别研究

气体绝缘开关柜(GIS)作为电力系统中重要的设备之一,其可靠性与电网的安全稳定运行密切相关。考虑到传统方法多是依靠经验人为地进行缺陷识别,不能准确地提取局部放电信号的特征并进行分类,提出了一种基于栈式降噪自编码网络的局部放电信号特征提取方法。通过网络自适应的方法提取局部放电相位分布谱图内在的特征向量,并以此表征不同放电类型对网络进行训练及测试,实现对GIS缺陷的分类识别。结果表明,可以有效地提取放电信号的特征,并准确地识别GIS缺陷类别。