發(fā)布時間：2020-12-12 12:42

　　隨著我國工業(yè)化進程的加速,特高壓電網(wǎng)得到快速發(fā)展。封閉式氣體絕緣開關(guān)裝置(Gas Insulated Switchgear,GIS)因占地面積小、檢修周期長、電磁危害小等優(yōu)點被廣泛應(yīng)用于高壓變電環(huán)節(jié)。由于生產(chǎn)制造、安裝運輸及長期運行過程中的諸多不可控因素,GIS設(shè)備的局部放電現(xiàn)象時有發(fā)生。因此,及時診斷GIS設(shè)備局部放電故障對電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行具有重要意義。本文主要研究內(nèi)容是對GIS設(shè)備局部放電產(chǎn)生的特高頻信號進行故障識別。首先對GIS內(nèi)特高頻信號的產(chǎn)生機理進行描述,分析了特高頻信號的傳播特性,概括了發(fā)生局部放電時的常見故障類型。根據(jù)局部放電時的特高頻信號特性設(shè)計了局部放電檢測裝置,裝置由特高頻傳感器、數(shù)據(jù)采集裝置和集中單元構(gòu)成。特高頻信號被檢測裝置采集變換后傳輸至計算機,在計算機內(nèi)對實時數(shù)據(jù)進行智能分析。以統(tǒng)計特征,時域特征和頻域特征為基礎(chǔ),提取22組特征參數(shù)。采用主成分分析法,計算特征參數(shù)的協(xié)方差矩陣并求解其特征值,由累計貢獻率確定主成分階數(shù),可得降維數(shù)據(jù)。將降維數(shù)據(jù)作為輸入樣本,運用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進行故障識別,逐一確定網(wǎng)絡(luò)最優(yōu)結(jié)構(gòu),但BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)性能易受權(quán)值和閾值影響,故采用遺... 

【文章來源】：南昌大學江西省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：70 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．２故障種類分布統(tǒng)計??

?第２章特高頻檢測原理及絕緣缺陷???第２章特高頻檢測原理及絕緣缺陷??第一章介紹了?ＧＩＳ相關(guān)概念及行業(yè)研究現(xiàn)狀，并提出了本文的研究內(nèi)容及??所采取的研宄方法。本章介紹了?ＧＩＳ局部放電的檢測原理，引出特高頻檢測法，??并詳細介紹ＧＩＳ設(shè)備的故障類型，并通過圖譜方式進行直觀展示。??２．１?Ｇ?ＩＳ局部放電檢測原理??ＧＩＳ的良好絕緣性能得益于其內(nèi)部充滿了高壓的ＳＦ６氣體。當ＧＩＳ發(fā)生局??部放電時，會產(chǎn)生特高頻電磁波，特高頻電磁波是８？６氣體在局部放電時發(fā)生??化學反應(yīng)所產(chǎn)生的。該電磁波通過ＧＩＳ成為波導(dǎo)傳播，如圖２．１所示。??高壓導(dǎo)體?－ｆ??Ｕ：］＝＝＝＝＝ｆｔ）??金屬外殼Ｙ?＼?ＣＨＳ腔體?＞?、、《?／??圖２．１特高頻信號傳播圖??２．１．１氣體放電原理??ＧＩＳ處于正常運行狀態(tài)下時，ＧＩＳ內(nèi)部和外部電極處的電場畸變程度是幾??乎一致的，可近似為圓柱同軸金屬導(dǎo)體。所以其電場環(huán)境為稍不均勻電常??當ＧＩＳ分布絕緣缺陷時，內(nèi)部電場環(huán)境由稍不均勻分布轉(zhuǎn)變?yōu)闃O不均勻分??布，此時電場的場強分布方差極大。且ＧＩＳ內(nèi)ＳＦ６易受電場分布的影響，電場??不均勻程度的增加導(dǎo)致ＳＦ６的穩(wěn)定性下降，即使外加電壓遠小于擊穿電壓，也??不可避免會造成局部放電現(xiàn)象。由湯遜理論可知，當電場某處畸變產(chǎn)生高強度??７??

?第２章特高頻檢測原理及絕緣缺陷???時，可在絕緣缺陷處引發(fā)電子崩現(xiàn)象。由于電子崩內(nèi)的正離子和電子相結(jié)合放??電，電場環(huán)境進一步改變，最后伴隨電壓的升高進入流注階段，爆發(fā)電暈。??金屬尖端與接地外殼可視為棒一板間隙放電模型，正棒一負板模型和負棒??一正板模型分別對應(yīng)正、負半周期的金屬尖端放電。從圖２．２中可觀察棒一板??在不同極性下的間隙非自持放電特點。??°?ｒ??ｒ??（ａ）正棒－負極間隙非自持放電?（ｂ）負棒－正極間隙非自持放電??圖２．２棒－板間隙非自持放電??圖中虛線表示外加電場強度，實線表示放電后的空間電場分布。當正半周??期金屬尖端放電時，釋放正電荷，削弱原場強，即尖端附近電場強度降低；而??負半周時，釋放負電荷，加強其附近電場強度�？芍饘偌舛司哂忻黠@的電??極性效應(yīng)且局部放電多發(fā)生在負半周期。??氣體壓強；７和間隙距離Ｊ是局部放電的主要影響因素，公式如下：??ｐ－ｄ＞＼Ｍ?Ｐａ－ｍｍ?（２．ｉ）??ＧＩＳ腔體內(nèi)部氣體壓強ｐ為０．４－０．６ＭＰａ，間隙距離ｄ的范圍應(yīng)大于??１．６７－２．５＿。顯然，受ＧＩＳ腔體尺寸影響其內(nèi)部氣體放電會經(jīng)過先導(dǎo)放電。先??導(dǎo)放電階段伴隨流注通道的生產(chǎn)，在流注通道中從通道底部涌出大量電子并產(chǎn)??生熱效應(yīng)，形成莖狀發(fā)亮的先導(dǎo)通道。先導(dǎo)通道具有更多的電荷量，故流注通??道受先導(dǎo)通道的影響會加強流注的延伸，并轉(zhuǎn)化為先導(dǎo)通道，一直延續(xù)至異側(cè)??電極，發(fā)生主放電。??８??

【參考文獻】：
期刊論文
[1]GIS局部放電異常數(shù)據(jù)分析與缺陷診斷[J]. 姜方財,謝耀恒,左瑩,劉奇,曾曉珊.  電氣應(yīng)用. 2018(23)
[2]GIS內(nèi)自由導(dǎo)電微粒缺陷的局部放電相位圖譜[J]. 吳治誠,張喬根,宋佳潔,杜乾棟,李曉昂,李志兵.  高電壓技術(shù). 2019(06)
[3]基于超聲波診斷的GIS設(shè)備異常分析方法[J]. 周電波,丁登偉,蓋世誠,賈志杰,王杰,馬小敏,姚陳果.  中國電力. 2018(04)
[4]電力GIS設(shè)備的安裝與調(diào)試分析[J]. 郭中華.  電工技術(shù). 2018(01)
[5]提升雙樹復(fù)小波在GIS局部放電監(jiān)測白噪聲抑制的應(yīng)用[J]. 葉會生,陳曉林,周挺,段肖力,謝耀恒,李欣.  高電壓技術(shù). 2017(03)
[6]GIS內(nèi)置局部放電UHF耦合器的靈敏度[J]. 張高潮,徐洋,劉衛(wèi)東,張建新,高文勝.  高電壓技術(shù). 2016(11)
[7]局部放電稀疏分解模式識別方法[J]. 律方成,謝軍,李敏,王永強,劉效斌,范曉舟.  中國電機工程學報. 2016(10)
[8]基于光纖傳輸?shù)臍怏w絕緣開關(guān)設(shè)備局部放電超聲波檢測系統(tǒng)[J]. 劉云鵬,李巖松,黃世龍,趙濤.  高電壓技術(shù). 2016(01)
[9]GIS中S2OF10作為局部放電特征氣體的有效性分析[J]. 周永言,喬勝亞,李麗,周文俊,胡慧,喻劍輝,王寶山,羅運柏.  中國電機工程學報. 2016(03)
[10]電氣設(shè)備局部放電檢測技術(shù)述評[J]. 李軍浩,韓旭濤,劉澤輝,李彥明.  高電壓技術(shù). 2015(08)

博士論文
[1]GIS局部放電特高頻檢測技術(shù)的研究[D]. 李信.華北電力大學（北京） 2005

碩士論文
[1]基于特高頻檢測的GIS局部放電類型識別研究[D]. 邱鵬鋒.重慶大學 2017
[2]高壓電器GIS設(shè)計研究[D]. 艾華強.蘇州大學 2015
[3]GIS特高頻局部放電特征量優(yōu)選及類型識別研究[D]. 劉昌標.華北電力大學 2015
[4]GIS局部放電超聲檢測技術(shù)的研究及應(yīng)用[D]. 李穎.大連理工大學 2014
[5]UHF電磁波在GIS筒體內(nèi)傳播特性的仿真與實驗研究[D]. 劉宏波.華北電力大學 2014
[6]GIS設(shè)備的發(fā)展和應(yīng)用研究[D]. 陳飛.浙江大學 2007



本文編號：2912580