低气压下电气设备长间隙工频放电检测方法

本研究主要目的在于探讨低气压环境下电气设备长间隙工频放电检测方法,对低气压对电气设备放电特性的影响、放电现象的概述以及放电机理的分析,提出了一种基于多种检测技术的综合方法。

变压器局部放电超高频检测中的混频技术研究

信号的提取和分析是局部放电超高频检测中的重点和难点,文中提出用混频技术提取局部放电信号超高频分量的新方法.用混频技术进行超高频数字信号处理的仿真实验,结果表明该技术既可保留信号包络的峰值和相位特征,又降低了超高频信号的频率.基于混频技术建立变压器局部放电超高频在线监测系统,并对典型局放模型进行实验,结果表明混频技术的应用可以有效地提取中心频率在400～800MHz之间(最小步长5MHz)、带宽为10、20、40或80MHz的局部放电超高频信号,准确地计算放电相关参数,抗干扰性强且提取的放电信息丰富,可用于变压器局部放电超高频在线监测和智能化诊断.

750kV同塔双回输电线路空气间隙放电特性研究

为取得我国750 kV同塔双回输电线路的设计依据,结合我国西北电网公司即将建设的750 kV同塔双回输变电线路工程,试验研究了750 kV同塔双回线路真型塔空气间隙操作冲击（含长波前时间）、雷电冲击和工频电压。采用升降法获得了3～7 m距离的杆塔空气间隙操作冲击、雷电冲击放电特性曲线,采用闪络法获得了1～4 m距离杆塔空气间隙的工频放电特性曲线;研究了不同杆塔宽度对放电电压的影响。试验表明,操作冲击和工频放电电压随着杆塔宽度的增大而降低。通过分析提出了不同海拔高度750 kV同塔双回线路相地最小绝缘间隙推荐值,该结果接近IEC等国外类似试验,证明了其可比性和可靠性。

电力变压器超高频局部放电测量系统

研制了一套超高频局部放电测量系统 ,用于提取油中局部放电辐射的超高频电磁信号。对超高频天线的测试结果表明 ,在 5 0 0～ 15 0 0MHz的频带范围内 ,天线具有良好的使用特性。为确保提取到的放电信号真实可靠 ,研究了测量中典型干扰信号的特征。实验测量表明该系统可以很好地用于油中超高频局部放电检测。

电力变压器局部放电特高频信号外部传播特性研究

针对变压器箱体的接缝处可以衍射出局部放电特高频(UHF)电磁波信号的现象,在分析变压器箱体接缝对局部放电特高频电磁波传播影响的基础上,探讨了接收天线外部检测特高频信号的可行性,并通过实验研究了局部放电特高频电磁波的外传播特性,通过对信号进行小波包分析,比较了外部接收和内部接收信号的差异.结果表明,特高频电磁波可以透过变压器箱体接缝衍射出来,且频两者谱能量分布并非完全一致,外部检测到的特高频信号距离接缝的远近具有不同的表现形式,强度随着变压器箱体缝宽增大而增大.研究工作为变压器局部放电外部检测提供了理论指导.

110kV复合型放电间隙避雷器的电气性能

为降低110kV架空输电线路雷击跳闸率,基于多短间隙过零熄弧后不重燃的机理,提出一种由多短间隙结构和单个大间隙相串联而成的复合型放电间隙避雷器。该避雷器允许多短间隙被击穿建立电弧通道,在间隙中产生的高气压作用下,电弧被推出短间隙。在工频续流自然过零熄弧后,由于分布到单个短间隙上的最大电压不足以重新燃弧,以确保电弧不发生重燃。该文首先通过工频续流试验考核多短间隙过零熄弧后不重燃的可靠性;进而通过雷电冲击试验、淋雨试验和污秽试验,检验该避雷器的电气性能。试验结果表明复合型放电间隙避雷器具有良好的工频续流遮断能力,且电弧不会发生重燃;具有良好的雷电冲击特性和淋雨特性,适用于重污秽地区。复合型放电间隙避雷器满足110kV输电线路安全运行的要求,并能够在继电保护动作前可靠熄灭电弧使其不发生重燃,可用于110kV输电线路防雷。

用于变压器局部放电检测的超高频

传统的局部放电检测方法,由于测量频带窄、抗干扰能力差、信息量少,已经不能满足变压器局部放电检测(特别是在线检测)的需要,因此,近年来提出的超高频检测技术得到了较快的发展.根据GIS中超高频检测的经验,并结合变压器的结构和放电特性,该文研制了一种宽带超高频传感器,其有效带宽为500～1500 MHz.用天线理论对该传感器的特性加以分析并在实验室中进行了性能实测,结果表明该传感器具有良好的使用特性.该文用该传感器研究局部放电信号,在其有效频率范围内可以精确地提取放电发射的电磁信号,从而为进一步研究超高频局部放电检测技术在变压器中的应用奠定了基础.

棒-板模型交流电晕放电紫外数字图像处理及其应用判据

设计了紫外光谱成像仪CoroCAMⅣ+与虚拟仪器编程环境Labview8.0相结合的电晕放电测试和分析平台。选用适当的数字图像处理算法和流程,通过对实时记录的电晕放电紫外视频图像处理,定义成像仪观测范围内"放电区域紫外成像面积百分比"作为量化电晕放电强度的表征参数。在近似标准大气条件下,研究了基于紫外图像处理的棒—板间隙工频电压作用下的电晕放电,结果表明,文中所述紫外数字图像处理流程可对紫外成像仪观测到的电晕放电图像真实还原,从而保证所选电晕放电量化表征参数的有效性;表征参数可明确反映起晕情况和电晕放电发展的阶段;得到电晕放电紫外成像随观测距离的衰减规律,提出电晕放电紫外成像检测法的应用判据。

特高压变压器高压出线装置长时工频耐压下绝缘性能试验研究

根据油纸绝缘的V-t特性,制定了特高压出线装置长时工频耐压试验方案,提出以出线装置在10h,m1.5U/3工频电压下的绝缘特性衡量出线装置的绝缘裕度。设计了特高压出线装置绝缘裕度试验系统,实现了出线装置脱离变压器或电抗器实体进行电气试验的目的。试验以局部放电为特征量,研究特高压出线装置在长时工频电压作用下的电气性能。结合两种局放测量的接线方式检测局放信号,并对局放回路进行分析,提出了区分局放产生的部位的方法,排除套管局放对系统局放结果判断的干扰。试验结果表明国产特高压出线装置在长时工频电压作用下无局放,绝缘性能良好。

电压互感器二次回路接地研究

针对电网内发生的电压互感器二次回路两点(多点)接地导致继电保护装置误动作的问题,结合近两年发生的事故案例进行分析,发现防护装置的选型未有明确的参考标准。据此,结合当前实际,提供了一种基于持续运行电压的实用选型方法,可较好地解决此类问题。

有串联间隙金属氧化物避雷器工频放电电压的现场测量

工频放电电压是反映电气设备质量的重要参数之一。采用阀式避雷器试验的常规方法测量有串联间隙氧化锌避雷器的工频放电电压,将导致测量结果偏高。从工频放电试验机理入手,结合设备结构,探索出一种简便有效的测量方法。通过观察操作箱上电流数字的变化,可以有效判别间隙放电时刻,准确地测量到工频放电电压。该测量方法对三相组合式过电压保护器同样有效。

电力变压器绝缘局部放电的声发射频谱

本文针对电力变压器绝缘局部放电的几种典型形式进行了实验室模拟,用微机测量系统采集了六种模型局部放电的声、电信号,得出了声发射频谱、声、电信号时延关系,以及在较厚的绝缘纸内发生放电时声信号的衰减规律和频谱的变化。用声发射法在线监测变压器的局部放电时,变压器铁心的磁噪声是稳定而严重的干扰信号、本文分析了磁噪声信号的时域及频域特征。基于变压器绝缘局部放电模型的声频谱和磁噪声的频谱,本文给出了用声发射法检测电力变压器绝缘局部放电的频带范围,并论述了根椐不同的放电声频谱判断故障类型的可能性。

高速铁路接触网悬式复合绝缘子防雷应用特性实验研究

为了促进我国高速铁路复合绝缘子的科学使用,进一步提高接触网运行可靠性,针对接触网用棒形悬式复合绝缘子的防雷应用特性开展研究。采用实验模拟的方法研究了工频电弧烧损绝缘子、影响绝缘子短期机械性能的程度,论证得出工频电弧会降低绝缘子长期机械性能,提出了应对措施并验证了措施的保护有效性。研究结果表明:雷击诱发的接触网短路电流电弧会明显烧损棒形悬式复合绝缘子两端部部件,破坏芯棒对外界密封性,虽然不会影响绝缘子短期机械性能,但长期运行后会导致绝缘子发生芯棒脆断和金具锈蚀抽芯故障。对于可能遭受雷击的路段,安装专用线路避雷器或者并联间隙装置实施保护,可避免此类运行安全风险。该结论对电力系统110kV及以下电压等级悬式复合绝缘子同样适用。

变压器中性点气水两相组合流体保护间隙工频放电特性数学解析

气水两相组合流体放电特性研究对于污水处理、高电压绝缘、水下声源等领域,以及在变压器中性点保护间隙方面,具有重要的意义。针对不同间隙总长度和不同喷水长度的气水间隙在实验室条件下进行工频放电试验,分析其放电特性的变化规律。研究表明:气水间隙比之相同长度的空气间隙易于击穿;当气水间隙总长度L固定时,气水间隙的放电特性曲线均呈现近似V型的特征;当间隙总长度L不同时,曲线最低点A所处的位置不同,随着L增大,点A向右上侧移动;3条V型曲线点A右侧部分近似直线,几乎重合;当L不同时,3条曲线点A左侧部分形态一致呈线性,且随着L增大而向右上侧移动;将气水间隙应用于电力系统变压器中性点保护,具有较可观的价值。基于试验结果分析,通过对试验数据进行数值拟合建立了气水间隙的数学解析式。根据该数学解析式,可以计算出气水间隙在不同间隙总长度和不同喷水长度下的击穿电压和最低击穿电压所处的位置,从而指导应用于变压器中性点保护间隙。

长距离500kV电缆线路交接试验研究及应用

从工程实际实施的角度出发,对国内外现有耐压试验标准进行了对比分析,综合考虑检测效果、理论研究成果、试验设备能力、工程实际情况和社会经济效益等多方面因素,提出了采用混联方式实现长距离500 k V电缆线路工程变频耐压试验的检测方法,同时,提出了变频谐振耐压过程中同步开展分布式局部放电检测的方法,可满足500 k V长距离交联电缆线路耐压过程中的局部放电分布式同步检测。在北京海淀500 k V电缆工程中,实施完成了世界上首次1.7 U_0/60 min条件下500 k V长距离交联电缆线路变频谐振耐压与分布式局部放电同步检测的现场试验应用,有效地支撑了海淀500 k V电缆线路的交接试验。

电力设备局部放电超高频信号检测用新型微带天线

从研究传统开槽微带天线出发,在分析了影响开槽微带天线性能的各项参数的基础上,设计了一种可用于电力设备局部放电超高频信号检测的新型半U型槽微带天线。相比传统微带天线,设计的微带天线传感器的带宽从几十MHz扩展到200MHz以上,同时为了适应电力设备超高频检测的需求,天线的尺寸也缩减为相同中心频率微带天线的1/4。研制的天线传感器主要工作频段为670～839MHz,增益为2.39d B。最后通过相关实验检测了天线的检测性能,论证了设计的传感器用于电力设备局部放电超高频信号检测的可行性。

35 kV线路用自灭弧防雷间隙及工频续流遮断试验

为了验证35 kV线路用自灭弧防雷间隙在继电保护动作前的灭弧有效性,因此对其工频续流遮断能力进行研究。对自灭弧防雷间隙进行灭弧机理分析,明确其多断口灭弧结构的性能。依照国家标准中雷电冲击放电试验和空气间隙距离的规定进行试验,确定其击穿放电电压应大于325.1 kV,空气间隙距离约376mm,额定电压为40.5kV。根据IEC标准搭建了工频续流遮断试验平台。该试验平台能够产生1.2/50μs的标准雷电冲击电压和10个完整周期且频率为50 Hz左右的工频电压,并具有选相触发能力。工频续流遮断试验结果表明:35 kV自灭弧防雷间隙在1.5 ms附近产生的气流作用于电弧最为强烈,在3 ms内熄灭峰值为1.289 kA的工频续流,且不会发生电弧重燃现象。

电力电容器在线监测技术研究

传统的电力电容器检测通常为断电,离线进行,影响了生产。已有的电力电容器在线诊断技术集中于对电容量、介质损耗角的测量,检测结果滞后于故障的发生,且检测结果并不理想。主要针对电力系统中高压电力电容器的常见故障,对其故障中发生放电现象的机理进行了分析,得到电力电容器种种故障,通常伴随有放电现象的结论,指出放电现象为其故障初征兆。分析了对高压电力电容器进行在线监测其放电现象可行性,找到监测其放电信号的处理方法,完整设计了一种在线监测电力电容器放电新技术的理论。

110 kV固态气体灭弧防雷间隙工频续流遮断试验

为了验证110 kV固态气体灭弧防雷间隙的工频续流遮断能力,需要对其进行雷电冲击放电试验,确定间隙距离和50%放电电压,再进行工频续流遮断试验,测量工频续流幅值和工频续流持续时间。依据GB/T 16927和IEC 60060中的相关规定使用3000 kV/675 kJ冲击电压发生器对间隙进行雷电冲击放电试验,试验确定110 kV固态气体灭弧防雷间隙的最大有效距离约890 mm,50%放电电压约568.4 kV。根据标准搭建工频续流遮断试验平台,该平台能同时产生1.2/50μs标准雷电冲击电压和50 Hz工频电压,并设置同步控制回路,能在不同相位角同时施加冲击电压和工频电压。工频续流遮断试验结果表明:110 kV固态气体灭弧防雷间隙能在4 ms以内熄灭最大幅值2.3 kA的工频续流,并且不会发生重燃。

SPNCC与一维双通道CNN-LSTM相结合的变压器局部放电故障音频检测

变压器运行时产生的声音信号包含了丰富的状态信息,可作为变压器故障诊断的重要依据。为提高变压器故障音频诊断效果,首先将变压器运行时现场采集的声音信号分为工作环境噪声信号、正常工作音频信号以及局部放电故障音频信号;然后通过卷积神经网络分类、小波包分解以及巴特沃斯带通滤波的方法去除原始音频信号中的非稳态环境噪声和短时稳态环境噪声信号;并建立了基于简化版幂律归一化倒谱系数特征的一维双通道卷积神经网络−长短时记忆网络的变压器局部放电故障识别模型。通过现场采集某500 kV变电站不同自然环境下的变压器运行声音信号与故障仿真实验,验证了提出的局部放电故障识别模型的可行性,相较于传统的音频故障诊断方法,提出的模型具有更快的收敛速度,更好的故障识别准确率与故障分类准确率。