电子论文-大型发电机定子绕组局部放电在线监测系统的研究.pdf

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A O PQ # 3 3+,- ! 6 2 +% ! % R/1RS T 万方数据 ! “ “ # $ % 4 # ! ,?7 # -* A B C C = D B = CE 8 9 / 01B 8 8 : F + 3 G , B = C D H C- * 23 4 5 “ 2 K : L 2; 0 1 / 1 A 3 5 0 A K “ 2 NT / 1 A 3 5 0 A “ / S 2 K I / “ 3 0 L 2 +$ 1L 2 C / 0 2 1JL 2 0 3 L 5 0 2 P“ 2 NN 0 “ P 2 L K 0 KK Q K 3 1 J M L 5/ “ 5 P 1P 1 2 1 5 “ 3 L 5K 3 “ 3 L 50 2 N 0 2 P K Z “ 5 3 0 “ / N 0 K A “ 5 P 1 0 K Z 5 1 K 1 2 3 1 N : 1 A / 0 1 2 3 - K 1 5 6 1 5 JL N “ / “ 2 N3 1 z Yr! z L A “ / Y5 1 “r1 3 L 5 B K # A L 2 2 1 A 3 0 L 23 1 A 2 0 H I 1I K 1 N QL Z 3 0 AM 0 1 53 5 “ 2 K J0 K K 0 L 2“ 5 1“ Z Z / 0 1 N0 23 0 KK Q K 3 1 J:T )S Z 5 L C / 1 JK“ 5 1A L 2 K 0 N 1 5 1 N 1 2N 1 K 0 P 2 0 2 PL M 3 1K Q K 3 1 J+K I A “ K3 1N 1 3 1 A 3 L 5Z L K 0 3 0 L 2 +3 1 “ 5 N C “ 5 1 +3 1K L M 3 “ 5 1“ 2 NL 3 1 5 Z 5 L / 1 JK : 1JL 2 0 3 L 5 0 2 P“ 2 NN 0 “ P 2 L K 0 K K Q K 3 1 J “ K 1 1 23 1 K 3 C 1 N0 23 1/ “ L 5 “ 3 L 5 Q“ 2 N“ 3 3 1 K 0 3 1 L M 3 1 Z L 1 5 Z / “ 2 3 : 1 3 1 K 3 5 1 K I / 3 K K L 3 “ 3 3 1 K Q K 3 1 J 0 KM 1 “ K 0 / 1 : no d a m _ 7Z “ 5 3 0 “ / N 0 K A “ 5 P 1 |N 0 “ P 2 L K 0 K |P 1 2 1 5 “ 3 L 5 ( ! 万方数据 大型发电机定子绕组局部放电在线监测系统的研究大型发电机定子绕组局部放电在线监测系统的研究 作者：苏鹏声， 汪小明， 曹海翔， 姜建国， SU Peng-sheng， WANG Xiao-ming ， CAO Hai-xiang， JIANG Jian-guo 作者单位：清华大学,北京,100084 刊名： 电工电能新技术 英文刊名：ADVANCED TECHNOLOGY OF ELECTRICAL ENGINEERING AND ENERGY 年，卷(期)：2000，19(2) 引用次数：3次 参考文献(3条)参考文献(3条) 1.董毅 汽轮发电机定子绕组局部放电在线监测技术的研究 1998 2.T Hcker.H-G Kranz Requirements of automated PD diagnosis system for fault identification in noisy conditions 1995(4) 3.G C Stone.H G Sedding.M J Costello Application of partial discharge testing to motor and generator winding maintenance 1996(3) 相似文献(10条)相似文献(10条) 1.期刊论文 王茹.林辉 用RBF网络进行电力变压器局部放电故障诊断 -高压电器2005,41(1) 用径向基函数(RBF)神经网络对变压器局部放电的6种放电类型进行了模式识别.研究结果表明,无论是放电的二维谱图还是三维 谱图,RBF网络的学习收敛速度、识别率较BP网络都有很大的提高,同时避免了BP网络对初始权值敏感、陷入局部极小等问题,可作为 电力变压器局部放电故障诊断的一种新型模式分类器. 2.学位论文 王萍 电机绝缘故障诊断局部放电信号的消噪及模式识别研究 2004 本文在局部放电在线监测的信号去噪和局部放电模式识别方法上进行了深入研究.在局部放电在线监测系统中,局部放电信号微 弱而干扰又很强,必须进行大量的去噪处理,而处理后的信号往往又给模式识别带来了困难.本文首次提出用最优小波与固定阀值相 结合进行局部放电脉冲的提取和消噪方法.仿真信号和现场信号的小波消噪结果表明了该方法的正确性和快捷性.用该方法重构的信 号绘制的各种局部放电谱图,适用于目前使用的各种模式识别方法,它为使用新技术去除信号中的噪声并顺利识别局部放电模式创造 了条件.本文首次将小波变换理论引入电机局部放电的模式识别中,它从一个与以前完全不同的角度来描述了局部放电信号的特性 .本文研究表明:小波理论应用于局部放电信号的去噪和模式识别具有新颖性和广阔的应用前景,在此研究基础上设计出的模式识别 方案,仿真实验证明是有效的和可行的. 3.学位论文 崔雪梅 以复小波提取局部放电信号特征的原理及方法研究 2004 大型电力变压器局部放电信号的特征提取是电气设备绝缘在线监测及故障诊断技术领域的前沿研究课题.然而,由于变电站现场 强烈的电磁干扰,使目前以脉冲电流为特征的在线监测局部放电的方法很难满足工程应用的需要,因此,强电磁干扰的抑制一直是变 压器局部放电在线监测及故障诊断技术中急需解决的难点.由于小波变换以其优良的时频局部化特性被广泛用于信号的分析与特征 提取,因此很多学者将其应用于局部放电在线监测及故障诊断领域的研究,取得了一些有益的结果,但是到目前为止一些关键的问题 仍有待解决.本文对以复小波提取局部放电信号特征的原理方法进行了深入的研究,取得了一些有重要学术价值和良好应用前景的成 果. 4.会议论文 张先树.刘佳宾.李剑.宁佳欣.杨洋 基于小波多尺度变换的局部放电图像识别方法 2005 局部放电模式识别是一种高电压设备绝缘故障诊断的有效方法.本文基于小波多分辨理论,提出了一种对局部放电-q-n灰度图 像进行模式识别的新方法.该方法对局部放电待识图像和参考图像进行小波多尺度分解,然后对某一尺度上形成的低频子图像进行相 似度以及模式贴近度计算,按照模式贴近度最大的原则进行模式识别.本文对放电模型实验获得的放电样本进行了模式识别并计算出 基于四种小波基的多尺度图像分解的局部放电图像的识别率,分析了小波分解尺度及四小波正交性及光滑连续性对识别率的影响.分 析表明,选择正交小波和合适的分解尺度,本文提出的方法能够获得良好的效果. 5.期刊论文 金立军.张明锐.刘卫东.Jin Lijun.Zhang Mingrui.Liu Weidong GIS局部放电故障诊 断试验研究 -电工技术学报2005,20(11) 建立了模型GIS中局部放电在线检测的测量系统,采用特高频(UHF)电磁波测量、常规局部放电测试以及相位分析等方法,对 GIS中典型的几种局部放电特征进行了研究,以求识别放电类型.通过常规局部放电测试与UHF特高频局部放电测量结果对比,可估计 UHF信号的放电量,提高UHF特高频局部放电测试在工程中的实用性. 6.会议论文 党海燕.姚军 局部放电试验对电力变压器的有效性分析 本文阐述了电力变压器局部放电试验的概念、试验方案,并在变电站进行了实际应用,考查受试变压器的局部放电水平是否符合 国家标准的规定,对测量数据进行了分析,结果表明,局部放电试验作为新投运变压器的必试项目之一,对变压器状态监测和故障诊断 十分有效,获取准确可靠的试验结果是正确诊断变压器故障的基本前提. 7.会议论文 高胜友.谈克雄.李福祺.朱德恒 声发射技术在电气设备局部放电测量中的应用-现状与 将来 2001 总结了近年来发射(AE)技术在变压器、电力电容器等电力设备局部放电(PD)测量中的应用情况,并对声发射信号的统计特征分 析以及模式识别方法进行了归纳,最后展望了声发射技术在电气设备故障诊断领域的发展前景. 8.学位论文 陆宇航 基于光纤电流传感器的局部放电检测方法研究 2008 局部放电在线检测可以及时反映电力设备绝缘老化情况，是状态监测和故障诊断的重要手段。但是，由于现场强烈的电磁干扰 严重影响传感器的灵敏度和检测的可靠性，高性能的传感器研制始终是局放在线检测研究中的一个重要课题。光学检测方法抗干扰 能力强，绝缘性能好，灵敏度高，对于局放在线检测的研究意义重大。 本文提出将根据Faraday磁光效应原理研制的光纤电 流传感器应用于局放检测，以光信号为检测量，为局部放电光学检测方法奠定了基础。分析了不同类型光纤电流传感器的特点，利 用琼斯矩阵法对光纤电流传感器的偏振光系统进行研究，给出了不同状态偏振光的归一化琼斯矢量，对本文涉及的光学器件推导了 相应的Jones矩阵，最终建立了光纤电流传感器的数学模型。 研制出有效带宽为300 MHz的全光纤结构光纤电流传感器，设计 了相关的信号处理电路；采用双螺线管结构提高传感器灵敏度，螺线管形状的通电导体和光路之间的相对位置关系发生变化不会影 响检测结果；分析了它的频率响应特性、抗干扰特性和光路损耗特性，与传统光纤电流传感器相比，该检测系统频率响应范围宽 ，灵敏度高。当传感器采用全光纤闭合结构光路设计并满足安培环路定律时，其抗电磁干扰性能最优。 介绍了线性双折射特 性和产生的各种原因；分析了线性双折射对于系统的影响，认为线性双折射是光纤电流传感器检测中影响系统测量误差的主要因素 ，随着线性双折射的增加，系统灵敏度下降，如果系统没有线性双折射，则其它误差源的影响将容易预测和处理，并探讨了消除线 性双折射的可行措施。 建立了局部放电实验系统及尖板放电、板板放电、内部放电、沿面放电和悬浮放电五种典型局放模型 ，通过本文研制的光纤电流传感器采集了各种局部放电信号，实验结果说明在强干扰环境下与其他方法相比较，基于光纤电流传感 器的局部放电检测具有抗干扰能力强、绝缘特性好和响应速度快等特点。 恰当地提取特征参数是进行局部放电进行模式识别 的关键环节，将光纤电流传感器采集到的局部放电时域信号转换为三维时频谱图，全面表征了局放信号的时间分量、频率分量和放 电能量的分布，提取的特征参数同时反映了原始信号的时频特征，各分量之间互不干扰，所以更加准确。 本文采用基于非线 性理论的分形盒子维数和空缺率描述复杂的时频表面，提取出局部放电三维时频谱图的时频特征参数，以描述时频谱图峰值处的陡 度和下降沿的变化趋势，简化了特征向量的维数。基于时频分析方法的分形理论和BP神经网络可有效识别不同类型的局部放电，证 明光纤电流传感器可用于局部放电检测和故障诊断。 9.学位论文 肖燕 GIS局部放电在线监测和故障诊断技术的研究 2006 气体绝缘组合电器(Gas Insulated Substation，GIS)由于具有诸多优点，目前已经广泛应用于国内外的电力系统中，其电气 绝缘状况直接影响到设备安全和系统的稳定。局部放电是GIS绝缘在线监测的最有效的手段之一，它是绝缘劣化的征兆和表现形式 ，又是绝缘进一步劣化的原因。但是从现行的GIS中采集到的信号除局部放电信号外，通常还包含大量的噪音干扰，其形式多样 ，特性不一，增加了信号分析的难度。此外从采集中仅提取出局部放电脉冲单一特征是远远不够的，我们希望能够通过对电脉冲的 分析和处理，得知产生该种放电脉冲的信号源类型，即绝缘类型及精确确定放电位置，以及对绝缘损坏的严重程度进行判断，从而 判断来决定GIS是否仍然可以继续运行或是必须退出运行进行检修。 本论文利用多种数学工具，对GIS内局部放电信号的提 取及特征参数分析处理进行了深入的研究，主要探索了三方面：周期性干扰信号的抑制局部放电脉冲特征参数的提取、GIS绝缘缺 陷的模式识别，主要取得了以下研究成果： 1、本文首先研究了采集信号的去除噪声和抑制窄带干扰的方法，提出了一种新 的基于小波包变换和现代谱估计的干扰抑制算法，它能够较好地实现对窄带干扰的抑制，即使在窄带干扰的频率与局部放电脉冲的 特征频率相近时，仍然可以去除窄带干扰而不会导致局部放电脉冲的丢失，较好地保留局部放电脉冲的极性和幅值等特征参数； 2、提出一种应用波形匹配算法提取局部放电脉冲特征参数的新方法。该方法较其他方法的明显优势在于，它不仅能够从噪声和 干扰中精确提取出局部放电脉冲发生的时刻，而且可以获得较准确的放电特征频率和衰减时间常数等有用的特征和信息。此外，研 究表明该方法当多放电源同时存在时，它可以区分出提取的多个局部放电脉冲是同一个放电源产生的不同次放电，还是不同放电源 各自产生的放电脉冲；并且，当两个或多个放电脉冲完全重叠，即几个放电脉冲同一时刻发生放电时，它仍然可以分别提取出不同 放电脉冲的特征参数，因此说这种方法应用于提取局部放电脉冲的特征参数是十分有效的，其结果为故障模式识别和故障定位奠定 了良好的基础； 3、在实际GIS局部放电模拟实验的基础上，通过对实验数据的分析，提出了一种基于小波包分解和分形技术 的绝缘缺陷特征提取方法。在一致的信号采集长度和有效放电信号点数的情况下，分维数可以作为放电信号的一种特征参数，因此 对五种故障缺陷的实际放电数据进行分形计算，从而得到分维数这个特征参数。考虑到其中两种绝缘缺陷的分维数很接近，因而采 用小波包分解技术，将时域内的信号进行4层小波包分解后，根据信号的采样频率和传感器的频带范围确定某几个节点为特征节点 ，在这些特征节点上的分维数有很大的差别，从而可以有效提取出分维数这个特征参数； 4、提出了基于自适应谐振神经网 络的GIS内绝缘缺陷故障模式识别方法。首先通过小波包和谱估计算法对采集信号去噪和抑制干扰，然后用波形匹配算法提取出放 电特征频率和衰减时间常数，再用小波包和分形分析的算法提取出分形维数，结合检波信号中的放电次数、放电相位和放电量等特 征参数，综合作为自适应谐振神经网络的输入量，实现GIS绝缘缺陷故障模式识别。通过对五种GIS绝缘缺陷实验中局部放电数据的 验证，可得到自适应谐振神经网络仅需要很少的样本数量，就可以达到98以上的准确识别率； 5、设计了用于GIS在线监测 的实验室简易模型。系统包括UHF传感器、信号采集前端监测装置、光缆网络和后台服务器，该监测系统可以实现确定GIS绝缘故障 的发生、故障模式识别和报警查询等功能。 综上所述，本论文从GIS局部放电信号的去除噪声、抑制干扰