基于超高频的局部放电在线监测系统的研究与开发

【摘要】随着国家电网的发展,封闭式气体绝缘组合电器(GasIsolatedSwitcherGIS)被大量用在高压输配电系统中,它具有受外界影响小,运行稳定,检修周期长等诸多优点。对GIS的运行故障长期调查显示：绝缘损坏是造成GIS故障的主要原因。局部放电既是绝缘劣化征兆,又是加速绝缘劣化的主要原因,可以通过对局部放电的分析有效的了解GIS的绝缘状态。IEEE推荐在线局部放电检测是唯一有效绝缘实验,因此对GIS开展局部放电在线监测具有重要意义。对局部放电检测常见方法进行对比,确定本文采用超高频检测方法。超高频检测方法具有测量频率高,抗干扰性强,检测灵敏度高等特点在GIS局部放电监测中处于重要位置。从机理上进行分析研究局部放电产生的原因,列举造成这种现象的主要外在因素。分析电磁波在GIS内传播路径和基于最小光程差的局部放电定位原理,介绍局部放电表征参数。在研究集中式监测系统不足的基础上,致力于研发一套采用分布式结构的局部放电检测系统。数据的采集与处理在就地处理单元完成,在上位监测中心实现故障类型的判断,放电位置的定位。各个就地处理单元功能独立,个别单元的损坏和退出不会影响到上位机的正常工作,提高了系统运行的稳定和检测的灵活性。由于不同故障放电产生的信号其包络曲线不同,数据就地处理单元利用包络检波方式对超高频信号进行降频处理,解决超高频信号和采集系统之间的矛盾。以高速DSP为核心通过控制相关电路完成信号放大、滤波、采集,存储,并把经算法处理的数据上传到上位监测诊断中心。设计4种GIS常见放电现象的故障模型进行试验,采集放电信号的包络波形,以包络信号的特征为基础展开局部放电的模式识别和故障诊断。以小波包分解,核主元分析的方法提出包络曲线的特征信息,然后用BP神经网络对特征信息进行分类以验证该方法的有效性。系统软件开发分上位和下位两个模块,下位DSP系统的信号处理算法、控制程序的开发在CCS集成开发环境下以C语言完成,上位诊断分析软件的开发以面向对象的可视化开发工具VC++完成。
【作者】陈昆鹏；
【导师】骆东松；
【作者基本信息】兰州理工大学，控制理论与控制工程，2014，硕士
【关键词】状态检修；局部放电；超高频；包络检波；小波包分解；核主元分析；

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