組合電器局部放電模式識(shí)別與放電量的高頻信號(hào)校準(zhǔn)研究.pdf

1、近年來，由于城市規(guī)模不斷擴(kuò)大，土地的使用越來越緊張，在城市建設(shè)開放性變電站變得越來越困難，因而，以氣體絕緣組合電器(Gas Insulated Switchgear，簡(jiǎn)稱GIS)為主的室內(nèi)變電站成了城市供電的主要形式。然而，因內(nèi)部絕緣缺陷產(chǎn)生的局部放電(Partial Discharge，簡(jiǎn)稱PD)可使運(yùn)行中的GIS發(fā)生絕緣故障，從而影響GIS的安全可靠運(yùn)行。為此，國(guó)內(nèi)外對(duì)GISPD開展了在線監(jiān)測(cè)技術(shù)研究，并且取得了長(zhǎng)足的進(jìn)展。目前對(duì)于

2、校準(zhǔn)超高頻(UltraHigh Frequency，簡(jiǎn)稱UHF)PD的問題是本領(lǐng)域關(guān)注的焦點(diǎn)。由于UHF法檢測(cè)PD受到諸多因素的影響，如缺陷類型、高頻電磁波傳感器類型、電磁波傳播的路徑等，所以至今關(guān)于UHF法檢測(cè)結(jié)果的校準(zhǔn)還沒有統(tǒng)一的定論。為進(jìn)一步探究此問題，本文在分析了國(guó)內(nèi)外關(guān)于GISUHF信號(hào)放電量校準(zhǔn)的研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，開展了以下工作：
　?、偈紫雀鶕?jù)電磁場(chǎng)與電磁波理論、天線理論和PD測(cè)量基本原理，從理論上推導(dǎo)并證明了UHF

3、PD信號(hào)累積能量和幅值與視在放電量之間存在一定的對(duì)應(yīng)關(guān)系，通過UHF法和脈沖電流法同時(shí)采集PD信號(hào)進(jìn)行比對(duì)，對(duì)理論推導(dǎo)出的對(duì)應(yīng)關(guān)系進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，為實(shí)現(xiàn)UHF信號(hào)的定量檢測(cè)奠定了理論和實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)；
　　②在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)一步開展更加系統(tǒng)的試驗(yàn)研究，獲取GIS內(nèi)四類典型絕緣缺陷下UHFPD信號(hào)累積能量與視在放電量之間的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，建立了對(duì)應(yīng)關(guān)系圖譜，并提出將UHFPD信號(hào)累積能量和視在放電量作為輸入特征量用于識(shí)別四類典型絕緣缺陷；
　　

4、③針對(duì)支持向量機(jī)在識(shí)別PD模式過程中具有節(jié)約樣本數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)空間，易于實(shí)現(xiàn)識(shí)別模型的參數(shù)更新等優(yōu)點(diǎn)，建立了一種以UHFPD信號(hào)累積能量和視在放電量為特征量的PD模式識(shí)別分類器以及對(duì)應(yīng)的優(yōu)化算法。
　　本文通過完成上述研究?jī)?nèi)容，從理論和實(shí)驗(yàn)上共同得出針板空氣間隙UHFPD信號(hào)的峰峰電壓、累積能量與視在放電量分別存在一次函數(shù)和二次函數(shù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系；同時(shí)在研究中還發(fā)現(xiàn)，由于針板間隙的PD僅局限在大曲率電極周圍很小范圍內(nèi)，在極不均勻電場(chǎng)下，當(dāng)

5、間隙距離增大，空間積聚的負(fù)離子相對(duì)較多，對(duì)放電發(fā)展有較大的阻礙作用，故針板間隙距離越大其PD量越小。通過獲取四類典型絕緣缺陷的UHFPD信號(hào)累積能量與視在放電量之間關(guān)系圖譜，提出以UHF信號(hào)的累積能量和視在放電量作為輸入特征量來識(shí)別四類典型絕緣缺陷類型。建立了一種PDSVM增量識(shí)別算法，并用SA算法對(duì)SVM參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。該增量識(shí)別算法解決了由于絕緣劣化發(fā)展或環(huán)境參數(shù)改變等因素引起新產(chǎn)生的PD數(shù)據(jù)與原識(shí)別算法中的樣本數(shù)據(jù)有一定的差異，從而