气体绝缘金属封闭开关设备(gas insulated metal enclosed switchgear,GIS)机械缺陷是导致设备故障的重要因素,针对单测点、单证据机械缺陷诊断模型信息缺失和精度不足问题,该文提出一种多层融合振动数据分析的GIS设备机械缺陷诊断方法...气体绝缘金属封闭开关设备(gas insulated metal enclosed switchgear,GIS)机械缺陷是导致设备故障的重要因素,针对单测点、单证据机械缺陷诊断模型信息缺失和精度不足问题,该文提出一种多层融合振动数据分析的GIS设备机械缺陷诊断方法。首先,基于真型GIS设备振动模拟平台试验研究测点位置与缺陷类型对振动行为的影响特性;然后,联合统计分析、模态分解、尺度变换方法提出机械振动信号整体与局部信息关注的复合参数分析方法,引入主成分分析开展多测点振动信息的特征层融合降维;最后,提出改进放缩权重的Dempster-Shafer(DS)证据理论和Bagging投票机制的强/弱基学习器决策层融合机制,联合构建多层融合振动数据分析的GIS设备机械缺陷诊断模型。结果表明:不同类型机械缺陷信号的响应幅值、特征频点和畸变程度存在显著差异,复合特征参量大小及分散程度各不相同;同时,测点位置对缺陷信号的复合振动特征参量的表现形式及分布区间也具有一定影响;基于多层融合数据分析的诊断模型实现缺陷有效识别,辨识准确率为98.66%,相比单一分类器诊断效果提升5.83%。该文可为GIS设备机械缺陷诊断方法提供有价值的参考。展开更多
当采用特高频UHF(ultra high frequency)检测技术进行局部放电监测时,基本均假定GIS具有良好的同轴波导射频传播特性,并不能完全反应实际GIS运行情况。为了掌握实际复杂GIS形状下的UHF信号传播特性,文中设计“L”形测试截面以及现场实际...当采用特高频UHF(ultra high frequency)检测技术进行局部放电监测时,基本均假定GIS具有良好的同轴波导射频传播特性,并不能完全反应实际GIS运行情况。为了掌握实际复杂GIS形状下的UHF信号传播特性,文中设计“L”形测试截面以及现场实际GIS的“П”截面,并首先进行实验测试,分析“L”形截面对UHF信号传播特性的影响,但只能得到GIS绝缘间隙中局部位置(传感器位置)的信号强度;为此,文中建立了“L”形有限元模型FEM(finite element model),并将FEM分析结果与测试结果进行对比,证明了该有限元模型的正确性,以此为基础,可分析得到整个GIS绝缘间隙的UHF信号传播特性。结果表明,所提实验室“L”形截面测试结果和有限元模型能够真实反应实际情况,准确性高。展开更多
文摘针对现场气体绝缘组合电器(gas insulated substation,GIS)局部放电绝缘缺陷漏报、误报情况频发的问题,文中根据GIS实际运行温度范围对GIS内部常见固体绝缘缺陷开展不同温度下间歇性放电特性试验研究,搭建GIS电-热耦合间歇性放电模拟试验平台,采用脉冲电流法、特高频(ultra high frequency,UHF)法、超声波法和气体特征组分检测法获取不同温度下固体绝缘缺陷间歇性放电特征数据并进行分析。研究发现:UHF法和脉冲电流法在不同温度下均能有效检测到试验缺陷间歇性放电UHF信号,超声波法和气体特征组分检测法无法有效采集到有效放电数据;固体绝缘表面金属污秽缺陷和内部气隙缺陷间歇性放电电压与温度呈负相关,污秽缺陷间歇性放电电压呈较为明显的线性下降趋势,气隙缺陷间歇性放电电压呈先大幅下降后较平缓线性下降趋势;污秽缺陷间歇性放电的平均放电量和UHF信号幅值与温度的升高呈正相关;污秽缺陷放电间歇性在不同温度下随放电时间的增加会增强,而气隙缺陷放电时间间隔在26℃、40℃、50℃下能由秒级发展为毫秒级,存在演变成击穿放电的风险。文中研究成果进一步丰富了GIS间歇性放电理论体系,有助于提升现场GIS间歇性放电的有效诊断率。
文摘气体绝缘金属封闭开关设备(gas insulated metal enclosed switchgear,GIS)机械缺陷是导致设备故障的重要因素,针对单测点、单证据机械缺陷诊断模型信息缺失和精度不足问题,该文提出一种多层融合振动数据分析的GIS设备机械缺陷诊断方法。首先,基于真型GIS设备振动模拟平台试验研究测点位置与缺陷类型对振动行为的影响特性;然后,联合统计分析、模态分解、尺度变换方法提出机械振动信号整体与局部信息关注的复合参数分析方法,引入主成分分析开展多测点振动信息的特征层融合降维;最后,提出改进放缩权重的Dempster-Shafer(DS)证据理论和Bagging投票机制的强/弱基学习器决策层融合机制,联合构建多层融合振动数据分析的GIS设备机械缺陷诊断模型。结果表明:不同类型机械缺陷信号的响应幅值、特征频点和畸变程度存在显著差异,复合特征参量大小及分散程度各不相同;同时,测点位置对缺陷信号的复合振动特征参量的表现形式及分布区间也具有一定影响;基于多层融合数据分析的诊断模型实现缺陷有效识别,辨识准确率为98.66%,相比单一分类器诊断效果提升5.83%。该文可为GIS设备机械缺陷诊断方法提供有价值的参考。
文摘局部放电监测是实现气体绝缘组合电器(gas insulated switchgear,GIS)缺陷预警的重要依据和手段。DL/T639—1997《六氟化硫电气设备运行、试验及检修人员安全防护细则》等化学诊断法规程将S_2OF_(10)作为一种GIS局部放电特征气体列入常规检测范围。为探究S_2OF_(10)作为局部放电特征气体的有效性,在110k V GIS试验平台上设置典型放电模型,研究不同放电类型和放电程度下S_2OF_(10)随时间的变化规律,并通过B3P86/6-31G(d,p)量子化学计算揭示了S_2OF_(10)的生成机理。试验和理论计算均表明,S_2OF_(10)由自由基SF5、SF5O结合生成,放电状态下只有极少量的SF5、SF5O生成,且二者共存机会很小,GIS内不同放电类型和能量条件下,S_2OF_(10)均不会大量生成。结合对运行GIS放电气室气体组分分析结果,S_2OF_(10)不能作为一种有效的局部放电特征气体用于GIS潜伏性缺陷诊断。
文摘当采用特高频UHF(ultra high frequency)检测技术进行局部放电监测时,基本均假定GIS具有良好的同轴波导射频传播特性,并不能完全反应实际GIS运行情况。为了掌握实际复杂GIS形状下的UHF信号传播特性,文中设计“L”形测试截面以及现场实际GIS的“П”截面,并首先进行实验测试,分析“L”形截面对UHF信号传播特性的影响,但只能得到GIS绝缘间隙中局部位置(传感器位置)的信号强度;为此,文中建立了“L”形有限元模型FEM(finite element model),并将FEM分析结果与测试结果进行对比,证明了该有限元模型的正确性,以此为基础,可分析得到整个GIS绝缘间隙的UHF信号传播特性。结果表明,所提实验室“L”形截面测试结果和有限元模型能够真实反应实际情况,准确性高。