特高壓線路絕緣子在線監(jiān)測與狀態(tài)評估系統(tǒng)研究.pdf

1、我國的能源與負荷呈逆向分布，隨著國民經(jīng)濟的迅速發(fā)展，發(fā)展特高壓輸電是我國未來電力輸送方式的發(fā)展方向。絕緣子作為特高壓輸電線路的重要電力設(shè)備，具有數(shù)量多、事故率高的特點，其污閃會對輸電線路的安全穩(wěn)定運行產(chǎn)生嚴重影響。因此，極有必要開展針對絕緣子污閃放電規(guī)律的探究，設(shè)計絕緣子的在線監(jiān)測系統(tǒng)，完成絕緣子污穢度的實時評估，從而預(yù)防絕緣子發(fā)生故障，提高特高壓線路的運行可靠性。
　　本文首先闡述了絕緣子發(fā)生污閃的四個階段:污穢沉積、污穢濕潤、

2、形成干區(qū)和局部電弧、局部電弧發(fā)展貫通至閃絡(luò)，分析了交、直流污穢閃絡(luò)模型，確定泄漏電流幅值、絕緣子表面溫度和濕度作為在線監(jiān)測特征量。其次，鑒于傳統(tǒng)監(jiān)測技術(shù)具有工作量大、難以實時監(jiān)測的不足，而射頻識別(RFID)技術(shù)是利用射頻識別信號實現(xiàn)非接觸識別的通信技術(shù)，具有無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓δ?，因此本文提出基于RFID技術(shù)的在線監(jiān)測系統(tǒng)。傳統(tǒng)的RFID技術(shù)采用集成電路(IC)標(biāo)簽，但由于其在高溫和強電磁干擾等惡劣環(huán)境下難以正常工作，因此本文采用抗干擾的

3、聲表面波(SAW)標(biāo)簽代替IC標(biāo)簽。本文詳細介紹了SAW標(biāo)簽的設(shè)計原理:比較不同壓電材料性能參數(shù)確定壓電基底材料;分別采用δ函數(shù)模型和等效電路模型分析IDT的頻率響應(yīng)特性和阻抗特性，確定了IDT的最優(yōu)參數(shù);分析反射柵電路模型，確定反射柵的設(shè)計原則，計算出各參數(shù)值;為保證天線性能，采用印刷偶極子天線，通過折疊天線臂的方法減小天線體積，并通過HFSS軟件得出該天線的回波損耗和史密斯圓圖。采用RFID測試儀對SAW標(biāo)簽進行了通信測試和性能測試

4、，且完成了SAW-RFID在線監(jiān)測系統(tǒng)的測試，實現(xiàn)了特征量的采集、傳輸和存儲。最后，通過構(gòu)建改進型三層模糊自組織特征映射(SOM)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，基于污穢實驗數(shù)據(jù)對神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進行訓(xùn)練，建立絕緣子污穢度評估模型，并采用實驗數(shù)據(jù)對其進行驗證，驗證結(jié)果表明該評估算法準(zhǔn)確率較高、實時性較好。
　　本文設(shè)計了基于SAW-RFID技術(shù)的絕緣子在線監(jiān)測系統(tǒng)，提出了絕緣子污穢度評估的算法，可實時反映絕緣子的污穢狀態(tài)，為絕緣子的運行和維護提供可靠依據(jù)，一定