10kV開關(guān)柜作為配電系統(tǒng)中成套的電氣設(shè)備,其安全穩(wěn)定的運(yùn)行是保證配電系統(tǒng)可靠供電的基礎(chǔ)。局部放電(Partial Discharge,PD)一直以來都是導(dǎo)致開關(guān)柜內(nèi)部設(shè)備絕緣劣化,影響開關(guān)柜安全平穩(wěn)運(yùn)行的主要原因。暫態(tài)地電壓檢測(cè)法(Transient Earth Voltage,TEV)是一種較為有效的開關(guān)柜局部放電在線檢測(cè)方法,目前已經(jīng)在檢修運(yùn)維工作中廣泛應(yīng)用。但現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用只能定性分析危害程度,缺乏對(duì)局部放電進(jìn)行定量、對(duì)TEV傳感器的最優(yōu)檢測(cè)位置進(jìn)行定位以及模式識(shí)別等有效有段,本文對(duì)此展開研究,主要成果如下:首先,根據(jù)實(shí)際開關(guān)柜絕緣缺陷設(shè)計(jì)并制作了尖板放電、沿面放電、氣隙放電以及懸浮放電四種典型局部放電模型,并搭建實(shí)驗(yàn)平臺(tái),分別研究了在不同局部放電模型下的TEV傳感器幅值與放電量的關(guān)系,結(jié)果顯示均呈現(xiàn)一次函數(shù)關(guān)系。其次,根據(jù)開關(guān)柜的結(jié)構(gòu)尺寸和材料參數(shù)精確建模,仿真分析了電磁波在開關(guān)柜中的傳播特性,并得到其傳播規(guī)律;針對(duì)開關(guān)柜內(nèi)部四種典型放電,綜合分析了開關(guān)柜表面不同檢測(cè)位置TEV信號(hào)的波動(dòng)性及距離的影響,確定TEV傳感器的最優(yōu)檢測(cè)位置,并通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。結(jié)果表明,仿真結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致。再次,分別對(duì)典型局部放電模型提取統(tǒng)計(jì)特征、灰度圖像矩特征、時(shí)域特征和頻域特征等共計(jì)56維特征參數(shù),通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)驗(yàn)證了組合特征參數(shù)的識(shí)別率比單一特征參數(shù)的識(shí)別率高,但識(shí)別時(shí)間過長(zhǎng)。對(duì)比PCA與局部線性嵌入降維算法(LLE),采用LLE降維算法對(duì)組合特征參數(shù)進(jìn)行降維處理,并通過聚類識(shí)別驗(yàn)證了該降維算法的實(shí)際效果。最后,選擇泛化能力強(qiáng)的多分類支持向量機(jī)(MSVM)作為模式識(shí)別算法,并采用多種群遺傳算法(MPGA)對(duì)其進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化。研究LLE降維算法不同參數(shù)對(duì)算法識(shí)別率的影響,確定最佳參數(shù)組合。并通過PCA與LLE降維算法的識(shí)別率對(duì)比,進(jìn)一步驗(yàn)證該算法的可行性。通過與BP、MSVM、MRVM等分類算法對(duì)比,驗(yàn)證了 MPGA-MSVM算法的識(shí)別效果最佳。同時(shí)將典型模型訓(xùn)練的MPGA-MSVM算法用于識(shí)別實(shí)際開關(guān)柜故障,能夠得到故障存在放電類型的幾率占比,證明了經(jīng)過LLE降維的MPGA-MSVM算法對(duì)開關(guān)柜局部放電模式識(shí)別具有可靠的識(shí)別精度,能夠更好的完成識(shí)別任務(wù)。
【學(xué)位單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TM591;TM855
【部分圖文】：

時(shí)有效的發(fā)現(xiàn)局部放電故障，降低電力系統(tǒng)的安全隱患。國(guó)網(wǎng)電科院２００４年對(duì)逡逑４０．５ｋＶ以下的開關(guān)柜設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，因內(nèi)部絕緣缺陷而引發(fā)的絕緣故障占比逡逑最高達(dá)到３５％左右［７］，各開關(guān)柜故障類型分布如圖１－１所示。據(jù)廣東供電公司在逡逑１９９８－２００２年間對(duì)開關(guān)柜設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，因內(nèi)部絕緣故障而引發(fā)的故障占故障逡逑總數(shù)的６６％［８］。逡逑綜上所述，對(duì)開關(guān)柜進(jìn)行局部放電狀態(tài)監(jiān)測(cè)能夠及時(shí)有效的掌握開關(guān)柜內(nèi)部逡逑設(shè)備的絕緣狀況，預(yù)防潛伏性故障和突發(fā)性故障，從而避免開關(guān)柜停電事故的發(fā)生，逡逑確保１０ｋＶ開關(guān)柜安全穩(wěn)定的運(yùn)行；還能及時(shí)獲取局部放電的特征，為開關(guān)柜檢修逡逑工作提供重要的參數(shù)和依據(jù)，對(duì)安排開關(guān)柜檢修工作具有指導(dǎo)性意義。逡逑外力及其他故障逡逑拒動(dòng)故邐、逡逑＿絕緣故障逡逑＂ｊｉｆｆ逡逑開關(guān)與斷和逡逑誤動(dòng)故障逡逑圖１－１邋２００４年高壓開關(guān)設(shè)備事故類型分布逡逑Ｆｉｇ．邋１－１邋Ｔｙｐｅ邋ｏｆ邋ｈｉｇｈ邋ｖｏｌｔａｇｅ邋ｓｗｉｔｃｈｇｅａｒ邋ａｃｃｉｄｅｎｔｓ邋ｉｎ邋２００４逡逑１．２開關(guān)柜局部放電檢測(cè)方法研究現(xiàn)狀逡逑當(dāng)開關(guān)柜內(nèi)部發(fā)生局部放電時(shí)，會(huì)伴隨著聲、電、熱、光等一系列物理現(xiàn)象的逡逑發(fā)生，各種檢測(cè)方法也隨著這些物理現(xiàn)象進(jìn)行發(fā)展，針對(duì)不同的檢測(cè)物理量，開關(guān)逡逑２逡逑

在電磁波在向外傳播接觸到開關(guān)柜殼體時(shí)，會(huì)在殼體表面產(chǎn)生一個(gè)暫態(tài)的地電逡逑壓，下面將對(duì)這個(gè)暫態(tài)地電壓產(chǎn)生的機(jī)理做介紹。逡逑如圖２－１所示，中間是一個(gè)分界面，分界面右側(cè)媒質(zhì)為開關(guān)柜內(nèi)部空氣，分界逡逑面左側(cè)媒質(zhì)為開關(guān)柜金屬殼體，／Ｔ為反射波的磁場(chǎng)強(qiáng)度，／Ｔ為透射殼體的磁場(chǎng)逡逑強(qiáng)度，／Ｔ為入射波的磁場(chǎng)強(qiáng)度，￡＿為反射波的電場(chǎng)強(qiáng)度，五＋為入射波電場(chǎng)強(qiáng)度。逡逑＼逡逑＾邐Ｈ＋逡逑—Ｉ邋—逡逑￡＋０邐２邐０邋Ｅ＋逡逑Ｘ邋＜邐邐逡逑圖２－１暫態(tài)地電壓產(chǎn)生原理逡逑Ｆｉｇ．邋２－１邋Ｔｈｅ邋ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ邋ｏｆ邋ｔｒａｎｓｉｅｎｔ邋ｅａｒｔｈ邋ｖｏｌｔａｇｅ邋ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ逡逑為了簡(jiǎn)化分析，設(shè)開關(guān)柜金屬殼體為純導(dǎo)體。由于純導(dǎo)體的內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)為零，因逡逑此分界面處的入射波場(chǎng)強(qiáng)分量和反射波場(chǎng)強(qiáng)分量相位相反即滿足條件：逡逑Ｅ＋＋Ｅ￣邋＝邋０邐（２－１）逡逑７逡逑

＾為磁導(dǎo)率。逡逑電磁波在開關(guān)柜表面上某一點(diǎn)產(chǎn)生的暫態(tài)地電壓信號(hào)ｔ；：逡逑Ｕ邋＝邋ｉ－Ｚ＝Ｊ＾－ｊａＥ（ｔ）ｄｓ器選擇與校驗(yàn)逡逑ＥＶ傳感器的選擇與校驗(yàn)逡逑內(nèi)部設(shè)備發(fā)生局部放電時(shí)會(huì)產(chǎn)生高頻電磁波，電磁波透?jìng)鞑ィ陂_關(guān)柜表面會(huì)形成暫態(tài)地電壓，一般采用ＴＥＶＶ傳感器的檢測(cè)原理如圖２－２所示。逡逑Ｕ逡逑

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 王瑜;苑津莎;尚海昆;靳松;;組合核支持向量機(jī)在放電模式識(shí)別中的優(yōu)化策略[J];電工技術(shù)學(xué)報(bào);2015年02期

2 王瑜;苑津莎;靳松;;基于灰度矩特征的局部放電模式識(shí)別[J];電測(cè)與儀表;2013年10期

3 姚陳果;黃琮鑒;吳彬;陳攀;陳昱;米彥;;采用時(shí)域有限差分法分析開關(guān)柜中超高頻信號(hào)傳播特性[J];高電壓技術(shù);2013年02期

4 韓正一;;高頻電流傳感器頻率特性的應(yīng)用研究[J];電工技術(shù);2012年01期

5 蘭西柱;李海鵬;顏文婧;;基于ZigBee的高壓開關(guān)柜無線測(cè)溫系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J];安徽理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2011年01期

6 孔令明;肖云東;劉娟;曾令甫;;開關(guān)柜局部放電帶電檢測(cè)定位技術(shù)的應(yīng)用與研究[J];山東電力技術(shù);2010年06期

7 任明;彭華東;陳曉清;董明;;采用暫態(tài)對(duì)地電壓法綜合檢測(cè)開關(guān)柜局部放電[J];高電壓技術(shù);2010年10期

8 唐炬;吳建蓉;卓然;謝顏斌;;針-板局部放電VHF信號(hào)與放電量之間的等量關(guān)系[J];高電壓技術(shù);2010年05期

9 趙學(xué)風(fēng);孫振權(quán);姚秀;李彥明;;沖擊電壓下局部放電測(cè)量用高頻電流傳感器[J];高電壓技術(shù);2009年11期

10 費(fèi)勝巍;苗玉彬;劉成良;張曉斌;;基于粒子群優(yōu)化支持向量機(jī)的變壓器故障診斷[J];高電壓技術(shù);2009年03期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前3條

1 陳攀;基于信號(hào)能量特征的開關(guān)柜局部放電監(jiān)測(cè)及故障模式識(shí)別方法研究[D];重慶大學(xué);2014年

2 王建中;基于流形學(xué)習(xí)的數(shù)據(jù)降維方法及其在人臉識(shí)別中的應(yīng)用[D];東北師范大學(xué);2010年

3 姬五勝;微波多芯片組件中互連的仿真研究[D];上海大學(xué);2004年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前7條

1 楊林;電纜終端局部放電特征提取與模式識(shí)別研究[D];西南石油大學(xué);2018年

2 霍天;開關(guān)柜局部放電檢測(cè)與定位系統(tǒng)的研究[D];北京交通大學(xué);2017年

3 馬宇;基于高維空間的非線性降維的局部線性嵌入LLE方法[D];西南交通大學(xué);2017年

4 康娜;雙饋式風(fēng)電機(jī)組傳動(dòng)系統(tǒng)不對(duì)中故障診斷研究[D];北京交通大學(xué);2017年

5 郭皎;基于超聲波的GIS局部放電檢測(cè)研究[D];北京交通大學(xué);2017年

6 韓昆;基于密度的局部嵌入降維算法研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2017年

7 陳敏;基于暫態(tài)地電波信號(hào)的GIS局部放電檢測(cè)技術(shù)研究[D];華北電力大學(xué);2013年

本文編號(hào)：2833069