GIS局部放电在线监测和故障诊断技术的研究

《GIS局部放电在线监测和故障诊断技术的研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、上海交通火学博士研究牛学位论文X”981773GIS局部放电在线监测和故障诊断技术的研究学科专业：电力系统及其自动化研究生：肖燕[∞≥口≥I，纠I)指导教师：郁惟镛教授上海交通大学电子信息与电气工程学院二零零六年三月GIS局部放电在线监测和故障诊断技术的研究摘要lj气体绝缘组合电N(GasInsulatedSubstation，GIS)N于具有诸多优点，目l经广泛应用于国内外的电力系统中，其电气绝缘状况直接影响到设备i全和系统的稳定。局部放电是GIS绝缘在线监测的最有效的手段之一，乒暑绝缘劣化的征兆和表现形式，又是绝缘进

2、一步劣化的原因。但是从0看荐j行的GIS中采集到的信号除局部放电信号外，通常还包含大量的噪lH抗，其形式多样，特性不一，增加了信号分析的难度。此外从采集毒号!仅提取出局部放电脉冲单一特征是远远不够的，我们希望能够通过毫?三脉冲的分析和处理，得知产生该种放电脉冲的信号源类型，即绝缘藩哗型及精确确定放电位置，以及对绝缘损坏的严重程度进行判断，从謦§判断来决定GIS是否仍然可以继续运行或是必须退出运行进行检修。{搴论文利用多种数学工具，对GIS内局部放电信号的提取及特征参数沂处理进行了深入的研究，主要探索了三方面：周期性干扰信

3、号的抑蜀部放电脉冲特征参数的提取、GIS绝缘缺陷的模式识别，主要取得了研究成果：本文首先研究了采集信号的去除噪声和抑制窄带干扰的方法，提出了一种新的基于小波包变换和现代谱估计的干扰抑制算法，它能够较好地实现对窄带干扰的抑制，即使在窄带干扰的频率与局部放电脉冲的特征频率相近时，仍然可以去除窄带干扰而不会导致局部放电脉冲的丢失，较好地保留局部放电脉冲的极性和幅值等特征参数；提出一种应用波形匹配算法提取局部放电脉冲特征参数的新方法。该方法较其他方法的明显优势在于，它不仅能够从噪声和干扰中精确提取出局部放电脉冲发生的时刻，而且可

4、以获得较准确的放电特征频率和衰减时问常数等有用的特征和信息。此外，研究表明该方法当多放电源同时存在时，它可以区分出提取的多个局部放电脉冲是同～个放电源产生的不同次放电，还是不同放电源各自产生的放电脉冲；并且，当两个或多个放电脉冲完全重叠，即几个放电脉冲同一时刻发生放电●时，它仍然可以分别提取出不同放电脉冲的特征参数，因此说这种方法应用于提取局部放电脉冲的特征参数是十分有效的，其结果为故障模式识别和故障定位奠定了良好的基础；3、在实际GIS局部放电模拟实验的基础上，通过对实验数据的分析，提出了一种基于小波包分解和分形技术的

5、绝缘缺陷特征提取方法。在一致的信号采集长度和有效放电信号点数的情况下，分维数可以作为放电信号的一种特征参数，因此对五种故障缺陷的实际放电数据进行分形计算，从而得到分维数这个特征参数。考虑到其中两种绝缘缺陷的分维数很接近，因而采用小波包分解技术，将时域内的信号进行4层小波包分解后，根据信号的采样频率和传感器的频带范围确定某几个◆节点为特征节点，在这些特征节点上的分维数有很大的差别，从而可以有效提取出分维数这个特征参数；4、提出了基于自适应谐振神经网络的GIS内绝缘缺陷故障模式识别方法。首先通过小波包和谱估计算法对采集信号去

6、噪和抑制干扰，然后用波形匹配算法提取出放电特征频率和衰减时问常数，再用小波包和分形分析的算法提取出分形维数，结合检波信号中的放电次数、放电相位和放电量等特征参数，综合作为自适应谐振神经网络的输入量，实现GIS绝缘缺陷故障模式识别。通过对五种GIS绝缘缺陷实验中局部放电数据的验证，可得到自适应谐振神经网络仅需要很少的样本数量，就可以达到98％以上的准确识别率；5、设计了用于GIS在线监测的实验室简易模型。系统包括UHF传感器、信号采集前端监测装置、光缆网络和后台服务器，该监测系统可以实'现确定G1S绝缘故障的发生、故障模式

7、识别和报警查询等功能。综上所述，本论文从GIS局部放电信号的去除噪声、抑制干扰、提取特征参数、故障诊断、研究在线监测系统等方面做了较为系统的研究，取得了。定的成果，在文章最后指出有待于进一步研究的问题。关键词：局部放电，抑制干扰，特征提取，模式识别，超高频，GTS，小波包变换，波形匹配，谱估计，分形理论，神经网络，自适应喈振RESEARCHoNPARTIAI，DISCItARGEoN—LINEMoNIToR矾GANDDEFECTDlAGNOSISTECHNoLoGYINGISABSTRACTGasInsulatedSub

8、station(GIS)hasbeenwidelyusedinpowerelectricalsystemallovertheworldbecauseofitscompactandcrediblecapability,anditsinsulationconditionaffectingthesafetyofequipm