gis绝缘在线监测与故障诊断系统研究

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1、沈阳工业大学硕士学位论文GIS绝缘在线监测与故障诊断系统研究ResearchonOn-lineMonitoringandFaultDiagnosisSystemofGISInsulation成广生电气工程学院作者：单位：指导教师：厉伟教授单位：沈阳工业大学协助指导教师：单位：单位：论文答辩日期：2015年3月1日学位授予单位：沈阳工业大学摘要GIS设备在城市供电、煤炭矿石开采、冶金等领域广泛应用，GIS一旦出现故障将会带来巨大经济损失，保证GIS安全无故障运行意义重大。对于工作中的GIS设备，可通过

2、UHF传感器对绝缘缺陷产生的局部放电信号进行采集，上传数据到监控诊断系统，实现故障的在线监测与诊断。本文在分析局部放电产生机理及发展历程基础上对超高频电磁波在GIS内传播特性与衰减特性进行了理论分析，并利用电磁场仿真软件XFDTD对局部放电信号在GIS腔体内的传播特性与衰减特性进行仿真分析。针对超高频局部放电信号接收问题，设计了阿基米德平面螺旋天线。根据局部放电超高频频段参数设计阿基米德螺旋天线几何尺寸、巴伦结构，利用三维电磁仿真软件ANSOFTHFSS13.0仿真结果表明该天线设计合理、满足工程设

3、计要求。在故障诊断系统中，获得无干扰的原始信号尤其重要，现场信号采集时不可避免的会引入各种干扰，可采用硬件滤波与小波分析相结合的方式进行滤波消噪处理。硬件滤波电路可以消除规则的频率成分简单的干扰，但无法消除混杂在局部放电信号中的背景白噪声干扰；小波分析在时域、频域具有多分辨率特性，利用小波软阈值滤波算法在白噪声处理中可取得显著效果。GIS所有故障中绝缘故障占主要部分，针对五种绝缘缺陷激发的局部放电脉冲信号进行时域特征参数提取，利用提取的样本数据训练BP神经网络，实现放电类型识别，预测可能发生的故障，

4、合理安排检修计划，保证GIS安全运行。关键词：GIS，阿基米德螺旋天线，小波分析，特征参数，BP神经网络IAbstractGISdevicesarewidelyusedincitypowersupply,coalmining,metallurgyandotherfields,oncethefailurewillbringhugeeconomicloss,toensureGISsafetytrouble-freeoperationisgreatsignificant.FortheworkingGISd

5、evice,thepartialdischargesignalgeneratedbyinsulationdefectscanbecollectedbyUHFsensor.Thenuploadingdatatothemonitoringanddiagnosissystemtoimplementtheonlinemonitoringandfaultdiagnosis.Basedontheanalysisofpartialdischargemechanism,thispaperanalysesthepro

6、pagationcharacteristicsandattenuationcharacteristicsofultrahighfrequencyelectromagneticwavewithintheGIS,andsimulatesthepropagationcharacteristicsandattenuationcharacteristicsofpartialdischargesignalusingtheelectromagneticsimulationsoftwareXFDTD.Torecei

7、vetheUHFpartialdischargesignal,theplaneArchimedeanspiralantennaisdesigned.AccordingtothepartialdischargeUHFbandparameters,theauthordesignsArchimedeanspiralantennageometryparameters,balunstructure.Simulatedby3DelectromagneticsimulationsoftwareANSOFTHFSS

8、,resultsconfirmthattheantennasystemisreasonableandmeetthedesignrequirements.Infaultdiagnosissystem,obtainingtheoriginalsignalwithoutinterferenceisparticularlyimportant,butthesitesignalacquisitionwillinevitablyintroduceallkindsofinterfer