組合電器局部放電模式識別與放電量的高頻信號校準(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，國內(nèi)外對GISPD開展了在線監(jiān)測技術(shù)研究，并且取得了長足的進(jìn)展。目前對于

2、校準(zhǔn)超高頻(UltraHigh Frequency，簡稱UHF)PD的問題是本領(lǐng)域關(guān)注的焦點(diǎn)。由于UHF法檢測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，本文在分析了國內(nèi)外關(guān)于GISUHF信號放電量校準(zhǔn)的研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，開展了以下工作：
　?、偈紫雀鶕?jù)電磁場與電磁波理論、天線理論和PD測量基本原理，從理論上推導(dǎo)并證明了UHF

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

4、③針對支持向量機(jī)在識別PD模式過程中具有節(jié)約樣本數(shù)據(jù)的存儲空間，易于實(shí)現(xiàn)識別模型的參數(shù)更新等優(yōu)點(diǎn)，建立了一種以UHFPD信號累積能量和視在放電量為特征量的PD模式識別分類器以及對應(yīng)的優(yōu)化算法。
　　本文通過完成上述研究內(nèi)容，從理論和實(shí)驗上共同得出針板空氣間隙UHFPD信號的峰峰電壓、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)的對應(yīng)關(guān)系；同時在研究中還發(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)，在極不均勻電場下，當(dāng)

5、間隙距離增大，空間積聚的負(fù)離子相對較多，對放電發(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信號累積能量與視在放電量之間關(guān)系圖譜，提出以UHF信號的累積能量和視在放電量作為輸入特征量來識別四類典型絕緣缺陷類型。建立了一種PDSVM增量識別算法，并用SA算法對SVM參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。該增量識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)與原識別算法中的樣本數(shù)據(jù)有一定的差異，從而