【摘要】：局部放電是電纜發(fā)生故障的前期征兆,在局部放電易發(fā)期,通過快速有效的手段,檢測電纜絕緣局部放電的程度,根據(jù)檢測的結(jié)果判斷電纜的絕緣健康狀態(tài),同時,利用電纜局部放電信號,結(jié)合行波測距的方法,對放電位置進行精確的測定,從而采取相應(yīng)的解決措施,對電纜乃至電網(wǎng)的安全運行有著重要的意義。振蕩波測試系統(tǒng)(OWTS)是近年來發(fā)展起來的用于電纜絕緣檢測的新方法,并受到了一致的推廣。本文以振蕩波測試系統(tǒng)為基礎(chǔ),分析了系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)、參數(shù)設(shè)置及具體工作原理,并在仿真平臺中搭建了系統(tǒng)模型,模擬局放發(fā)生及檢測過程;在仿真的基礎(chǔ)上,成功研制出了一套小型的振蕩波測試系統(tǒng),通過人為設(shè)置電纜尖端缺陷,對系統(tǒng)進行了試驗,從試驗結(jié)果來看,所研制系統(tǒng)成功地模擬了振蕩波測試系統(tǒng)的工作過程,并采集到了局放信號,且局放信號的分布特性符合尖端放電的特性,證明了所研制系統(tǒng)的有效性,為后續(xù)的研究工作奠定了基礎(chǔ)�；谡袷幉y試系統(tǒng)所獲得的局放信號,其中含有大量的白噪聲干擾及窄帶干擾,考慮現(xiàn)有的白噪聲去噪算法已經(jīng)較為成熟,本文僅針對局部放電窄帶干擾提出一種基于頻域估計與時域重構(gòu)相結(jié)合的窄帶干擾抑制算法。算法根據(jù)局放信號和窄帶干擾在時域和頻域上的分布差異,對信號采樣數(shù)據(jù)進行分段后,通過分析各段信號頻譜的相似性來實現(xiàn)窄帶干擾的個數(shù)確定及窄帶頻率的粗略估計,再利用頻域插值實現(xiàn)窄帶頻率的精確估計,進而結(jié)合傅里葉級數(shù)展開,對窄帶干擾進行時域重構(gòu),最后與原始信號相減以實現(xiàn)窄帶干擾的抑制。通過仿真及實測數(shù)據(jù)進行算法對比,驗證了所提算法在提高窄帶干擾參數(shù)估計及信號重構(gòu)精度上的優(yōu)勢,以及在不同工況下良好的窄帶抑制效果,同時也驗證了所提算法在抗白噪聲方面的穩(wěn)定性,能夠滿足現(xiàn)場復(fù)雜工況下的窄帶抑制應(yīng)用需求。在利用振蕩波測試系統(tǒng)所獲得的局放信號對局放源進行定位的過程中,為減小噪聲干擾及反射干擾的影響,并實現(xiàn)多個局放源的定位,本文提出一種基于局放匹配對識別及利用多組局放匹配對進行多源局放定位的算法,來提高在上述干擾工況中的定位精度。該算法利用局放信號的幅值突變特點以及在電纜中的傳播特性來識別局放匹配對,再基于局放匹配對識別結(jié)果進行多源局放的定位,進而結(jié)合DBSCAN信號聚類方法來修正局放定位結(jié)果以實現(xiàn)對多源局放的精確定位。仿真結(jié)果表明,該多源局放定位算法能夠在不同信噪比工況下,有效識別局放匹配對并精確估計出局放源的個數(shù)和位置,同時,由于利用了多組局放匹配對進行定位,其精確性比利用單組局放匹配對定位的精確性更高。理論研究和仿真結(jié)果表明,本文提出的基于振蕩波的電纜多源局放檢測及定位方法,在電纜局部放電信號的檢測、去噪以及定位三個工作方面取得了一定效果,對電網(wǎng)的穩(wěn)定運行提供了重要的安全保障。
[Abstract]:Partial discharge is the precursor of cable failure. In the period of partial discharge, the degree of partial discharge in cable insulation can be detected quickly and effectively, and the insulation health of cable can be judged according to the result of detection. At the same time, the discharge position can be accurately determined by using the partial discharge signal of cable and traveling wave ranging method. The oscillatory wave test system (OWTS) is a new method developed in recent years for cable insulation testing and has been widely used. Based on the oscillatory wave test system, this paper analyzes the structure of the system, the setting of parameters and the application of OWTS. The system model is built in the simulation platform to simulate the occurrence and detection of partial discharge. On the basis of simulation, a set of small-scale oscillatory wave testing system is successfully developed. The system is tested by setting the cable tip defect artificially. From the test results, the system successfully simulates the oscillatory wave. The working process of the system is tested, and the PD signal is collected, and the distribution characteristics of the PD signal conform to the characteristics of the sophisticated discharge, which proves the validity of the developed system and lays a foundation for further research. Considering that the existing white noise denoising algorithms are mature, this paper proposes a narrowband interference suppression algorithm based on the combination of frequency domain estimation and time domain reconstruction for narrowband partial discharge interference. The number of narrow-band interference and the rough estimation of narrow-band frequency can be achieved by the similarity of signal spectrum. Then the accurate estimation of narrow-band frequency can be achieved by frequency-domain interpolation. Then the time-domain reconstruction of narrow-band interference can be carried out by combining Fourier series expansion. Finally, the suppression of narrow-band interference can be achieved by subtracting from the original signal. The results show that the proposed algorithm has advantages in improving the precision of narrowband interference parameter estimation and signal reconstruction, and has good narrowband suppression effect under different operating conditions. At the same time, the stability of the proposed algorithm in white noise suppression is also verified, which can meet the application requirements of narrowband suppression under complex working conditions. In order to reduce the influence of noise interference and reflection interference and realize the localization of multiple PD sources, a localization algorithm based on PD matching pairs and multiple PD matching pairs is proposed in this paper to improve the jammer. The algorithm uses the amplitude mutation characteristics of the PD signal and the propagation characteristics in the cable to identify the PD matching pairs, and then locates the multi-source PD based on the PD matching pairs, and then uses the DBSCAN signal clustering method to modify the localization results of the PD to achieve accurate localization of the multi-source PD. The real results show that the algorithm can effectively identify the matching pairs of PD and accurately estimate the number and location of PD sources under different SNR conditions. At the same time, the accuracy of localization is higher than that of localization using single matching pairs of PD. The results show that the method of detecting and locating multi-source PD signals based on oscillatory waves in this paper has achieved certain results in detecting, denoising and locating the PD signals of cables, which provides an important security guarantee for the stable operation of power grid.
【學位授予單位】：西南交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TM855

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本文編號：2242579