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。

变压器局部放电超声信号特性及放电源定位

探讨了变压器局部放电超声波信号检测及局部放电源点定位中的若干问题 ,提出了基于超声波信号频谱分析的放电源点定位算法。该算法考虑了变压器内复杂的声传播环境及绕射对等值波速的影响且应用了并行算法求解局放定位非线性方程组 ,具有可行性、好的准确度和可信度 。

基于超高频传感器的电力变压器局部放电定位研究

局部放电(partial discharges,PD)是导致电力变压器绝缘故障的重要因素,因此,局部放电源的定位对于变压器的评估和维修至关重要。本文提出一种基于超高频(ultra high frequency,UHF)传感器的局部放电定位技术,采用在变压器内部安装传感器的方法来克服外部电晕放电等测量干扰问题,通过对单个UHF传感器进行适当的信号处理来准确地识别电力变压器内的单个局部放电源。为了验证这一方法,在变压器油中进行了点对球放电(point to sphere discharge,PS)、表面放电(surface discharge,SD)和悬浮电位放电(floating potential discharge,FP)3类局部放电实验,验证支撑这一方法的5个条件的准确性。结果表明:局部放电活动产生的UHF信号独立于局部放电类型,并且包含从局部放电源到超高频传感器过程中特有的畸变特性,也包含了其在结构位置中特定的信号特征。因此,证明了单个UHF传感器识别变压器内单个局部放电源的可行性。

放电性故障点定位用到达时间差估算方法在多径传播环境中的适用性

输配电设备绝缘材料的劣化会导致火花放电的产生。较强放电所激发的电磁波会对线路周边的通信设备及电磁环境造成影响。为避免对通信设备造成电磁干扰,需及时准确地探查此类放电性故障点的位置。在基于超高频定位方法中,由于电力设备金属表面会引起电磁波反射,致使到达定位用天线阵列的电磁波信号经历多径传播。天线所采集到的电磁波波形中包含了大量干扰成分,导致定位准确度较差,无法满足定位需求。深入研究各种到达时间差的估算方法及基于到达时间差估算结果的定位算法,并通过数值仿真研究其在多径传播环境中的适用性及定位准确度。

基于多法向光电阵列的GIS同轴母线局部放电溯源方法及仿真研究

GIS设备中的异常放电是绝缘失效的重要诱因,也是绝缘缺陷的外在表征。灵敏、快速的放电故障定位是GIS局部放电监测的重要目标,针对于此,该文提出了一种基于多法向光电阵列的放电源光学定位方法及原理,基于光电传感器对局部放电所发出的电离光信号的响应进行了定位计算,并对该定位方法进行了仿真验证,为传感器结构和参数优化提供理论依据。该方法的基本思路如下:将三维固态硅光电半导体阵列内置于检测环境中,并覆盖阵列的视场范围,获取阵列中单位时间内各单元的平均检测强度,通过各单元检测强度的比值,利用立体几何定位方法对放电源方向进行定向。该文首先对所提出的基于固态硅光电半导体的三维传感阵列强度的定位算法进行介绍,其次通过仿真与实测结合等手段对算法中两个假设的合理性进行了探索与考核,最后对传感器阵列在实际电力设备中的定位效果进行了研究。结果表明这种三维阵列定位技术能够对GIS内部放电源进行有效定向,为工程中GIS缺陷定位和光电传感器设计提供参考。