開關(guān)柜結(jié)構(gòu)對局部放電電磁波傳播特性及時延算法的影響分析.pdf

1、高壓開關(guān)柜作為輸變電系統(tǒng)中的重要基礎(chǔ)設(shè)備，承擔(dān)著開斷和關(guān)合電力線路、線路故障保護(hù)、監(jiān)測運行電量數(shù)據(jù)等重要作用，直接關(guān)系著供電質(zhì)量和供電可靠性。局部放電作為一個潛在的威脅直接影響著開關(guān)柜乃至整個電力系統(tǒng)的安全，局部放電信號中包含了豐富的絕緣狀態(tài)信息，超高頻法通過檢測局放信息，能夠判斷絕緣故障是否發(fā)生及定位故障發(fā)生的部位，對于保證開關(guān)柜的正常運行，減少維修次數(shù)，提高電力系統(tǒng)的運行可靠性和自動化程度都卓有成效。開關(guān)柜內(nèi)部結(jié)構(gòu)對局部放電輻射產(chǎn)生

2、的電磁波具有折反射、散射、以及衍射等作用，導(dǎo)致接收到的PD信號失真，電磁波傳播過程造成的信號失真使得根據(jù)檢測到的PD信號對故障定位產(chǎn)生困難，所以欲對開關(guān)柜中的局放源實現(xiàn)準(zhǔn)確定位以及傳感器進(jìn)行合理化布局，就必須深入了解開關(guān)柜結(jié)構(gòu)對電磁波的傳播特性和時延算法的影響作用，最終為開關(guān)柜超高頻監(jiān)測系統(tǒng)的開發(fā)研究奠定堅實的基礎(chǔ)。本文展開對開關(guān)柜結(jié)構(gòu)對超高頻電磁波傳播特性和局部放電定位基礎(chǔ)一環(huán)——時延算法的影響分析研究，主要體現(xiàn)在以下三個方面：

3、>　　首先，為了實現(xiàn)開關(guān)柜局部放電超高頻傳感器的合理布局，采用時域有限差分法仿真分析了開關(guān)柜內(nèi)部結(jié)構(gòu)對局部放電超高頻信號傳播特性的影響。通過XFDTD建立開關(guān)柜簡化模型，對影響因素逐步進(jìn)行仿真研究，結(jié)果分析表明：開關(guān)柜柜壁會顯著加強隨距離逐漸衰減的超高頻信號幅值，不受柜壁厚度的影響；超高頻信號可以穿過隔室縫隙傳播，在脈沖源脈寬一定的情況下，存在臨界縫隙長度；絕緣支柱會對超高頻信號產(chǎn)生一定的衰減作用。通過試驗平臺對部分仿真結(jié)果進(jìn)行了驗證，

4、結(jié)果一致。
　　其次，將雙譜法應(yīng)用于開關(guān)柜局部放電時延估計，在此基礎(chǔ)上，提出了小波改進(jìn)雙譜時延估計算法，此算法在低信噪比時雙譜法誤差增大情況下仍能有效估計時延。通過MATLAB和試驗研究，結(jié)果表明當(dāng)局部放電信號含噪時小波改進(jìn)雙譜估計法比雙譜估計法更能準(zhǔn)確地計算出兩個局部放電信號之間的時延。
　　最后，為了對比研究典型時延估計算法在開關(guān)柜局部放電超高頻定位應(yīng)用中的優(yōu)劣，通過XFDTD對兩種開關(guān)柜模型進(jìn)行仿真研究，得到兩路局部放