SF-,6-高壓斷路器在線監(jiān)測及振動信號的分析.pdf

1、實踐證明，斷路器狀態(tài)監(jiān)測為實現(xiàn)整個電網的安全運行提供了有力的保障，同時對保證高壓斷路器的可靠運行、減少因計劃檢修帶來的巨大人力、物力資源的浪費等，具有極大的應用價值。針對目前斷路器在線監(jiān)測系統(tǒng)存在的功能單一、缺乏有效檢測手段等問題，本課題組與上海電力公司聯(lián)合開展了SF6高壓斷路器綜合在線監(jiān)測系統(tǒng)的開發(fā)。 根據SF6斷路器的結構特點及分/合閘的動作過程，針對動觸頭行程、機械振動信號，分別設計了滑阻型位移傳感器及壓電式加速度傳感器的

2、安裝；根據該類型斷路器的具體運行參數，分別給出了求解斷路器分/合閘平均速度的修正算法；具體分析了周圍環(huán)境對SF6氣體微水含量的影響，結合SF6斷路器氣體狀態(tài)參量的正常工作范圍，認為周圍環(huán)境對SF6斷路器中的SF6氣體微水含量的影響很小。 對現(xiàn)場信號進行小波包頻帶能量分析發(fā)現(xiàn)，反映斷路器機械狀態(tài)變化最為敏感的頻帶分布比較分散，沒有規(guī)律地集中在某一或幾個頻帶上，只能選擇多組實驗結果中出現(xiàn)概率較大的頻帶作為振動信號的特征頻帶。根據現(xiàn)場

3、數據及文獻的實驗結果進行公式推導證實，正常工作狀態(tài)或狀態(tài)變化較小的情況下，斷路器的振動信號可近似看成一平穩(wěn)隨機過程。 采用小波包頻帶能量分析結合AR模型(Auto-Regressive Model)功率譜的方法，對斷路器振動信號進行狀態(tài)檢測發(fā)現(xiàn)，對于現(xiàn)場采集的三組機械狀態(tài)相近的斷路器振動信號，其各自的AR模型功率譜沒有呈現(xiàn)相似性，該方法不能作為斷路器振動信號狀態(tài)檢測的研究方法。針對方法失效的問題，分析了現(xiàn)場噪聲的影響，認為噪聲對

4、功率譜估計的影響不大，不應是導致方法失效的主要原因；功率譜估計的前提是必須假設信號滿足線性和高斯分布，斷路器振動信號的實際特性與之是否匹配，才是失效的主要原因。 首次采用小波包頻帶能量分析，結合雙譜估計的方法，對斷路器振動信號進行狀態(tài)檢測?，F(xiàn)場實例分析表明，斷路器振動信號為非高斯分布、非線性特征的信號，這與雙譜方法的前提條件相符，與功率譜方法的假設前提條件相悖；對于幾組狀態(tài)相近的斷路器振動信號，采用非參數化方法中的間接法，其結果

5、能呈現(xiàn)基本的相似性，但效果仍無法讓人滿意；采用參數化模型方法的結果證實，無論采用ARMA模型(Auto-Regressive Moving Average Model)或AR模型，其效果都好于間接法，幾組信號的特征譜圖呈良好的相似性；但短數據(特征頻帶信號)時，ARMA模型中MA(Moving Average)部分的估計誤差較大，相似的程度沒有AR模型的好；而適用于短數據處理的AR模型，則表現(xiàn)出其優(yōu)越性，得出的幾組結果非常相似；同時，對

6、于狀態(tài)變化較大的信號，其譜圖變化也很大，具有明顯的可分性，該方法適用于斷路器振動信號的狀態(tài)檢測。 最后利用功率譜理論上抑制白噪聲、雙譜理論上完全抑制高斯噪聲的特點，對現(xiàn)場噪聲進行分析，結果表明現(xiàn)場的斷路器振動信號含有較多的非高斯噪聲，且在斷路器振動信號的特征頻帶部分(高頻部分)，存在較多的非高斯白噪聲；振動信號的非線性特征幾乎存在于整個頻率范圍，且主要集中在特征頻帶部分(高頻部分)，這間接說明斷路器振動信號的特征頻帶部分包含了絕