高壓開關(guān)柜是電力系統(tǒng)中極為重要的電氣設(shè)備,其安全、穩(wěn)定決定著供電系統(tǒng)的可靠性。然而,在開關(guān)柜制造、運(yùn)行過程中不可避免會(huì)出現(xiàn)絕緣缺陷,其絕緣損壞很大程度上是由局部放電引起的,因此,對(duì)局部放電的檢測(cè)對(duì)開關(guān)柜絕緣故障診斷有極其重要的意義。局部放電既是高壓開關(guān)柜絕緣故障的重要誘發(fā)因素,也是絕緣潛伏性故障的表現(xiàn)。因此,對(duì)局部放電信號(hào)檢測(cè)、特征提取、模式識(shí)別的研究一直備受重視,本文在局部放電試驗(yàn)、數(shù)據(jù)采集的基礎(chǔ)上,對(duì)開關(guān)柜局部放電特征提取及模式識(shí)別技術(shù)進(jìn)行研究,主要工作內(nèi)容如下:本文首先對(duì)脈沖電流法和氣隙放電相關(guān)原理闡述,通過SIMULINK對(duì)氣隙放電進(jìn)行仿真,研究其放電特性及物理參數(shù)變化對(duì)放電特性的影響,從而對(duì)局部放電過程有了深入的了解。對(duì)開關(guān)柜常見三類絕緣缺陷類型進(jìn)行模型設(shè)計(jì)和制作,選用脈沖電流法對(duì)局部放電進(jìn)行檢測(cè),并對(duì)放電時(shí)域波形數(shù)據(jù)進(jìn)行采集。通過Hilbert-Huang變換并結(jié)合能量熵理論對(duì)放電特征參量加以提取,作為模式識(shí)別網(wǎng)絡(luò)的輸入向量。通過極限學(xué)習(xí)機(jī)（ELM）、概率神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（PNN）、支持向量機(jī)（SVM）對(duì)放電類型進(jìn)行識(shí)別,利用優(yōu)化算法對(duì)PNN和SVM網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行優(yōu)化,比較優(yōu)化前后的識(shí)別... 

【文章來源】：上海電機(jī)學(xué)院上海市

【文章頁(yè)數(shù)】：83 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

常見的局部放電脈Fig.1-2CommonPDPulseCu

上海電機(jī)學(xué)院碩士學(xué)位論文-3-方法。利用脈沖電流法以及相關(guān)的相位信息，可有效表征放電嚴(yán)重態(tài)勢(shì)、絕緣劣化程度；同時(shí)其常被用于局部放電的模式識(shí)別以分析放電類型等，常見局部放電脈沖電流檢測(cè)儀及其界面如圖1-2所示。圖1-2常見的局部放電脈沖電流檢測(cè)儀及其界面Fig.1-2CommonPDPulseCurrentDetectorandItsInterface脈沖電流法的基本試驗(yàn)測(cè)量線路有三種，分別為并聯(lián)法、串聯(lián)法和平衡法。a)并聯(lián)法b)串聯(lián)法c)平衡回路法a)Parallelmethodb)Seriesmethodc)Balancedcircuitmethod圖1-3脈沖電流法的三種基本回路Fig.1-3ThreeBasicCircuitsofPulseCurrentMethod由于所研究的局部放電發(fā)生于小氣隙中，放電容量較小，故本文采用如圖1-3中b）所示的串聯(lián)法。如圖，耦合電容kC具有濾波作用，靈敏度隨/kxCC的增大而提高。在相同條件下，由于試驗(yàn)開關(guān)柜入口電容（無(wú)電源濾波器時(shí)）也被利用充當(dāng)耦合電容，因而串聯(lián)法比并聯(lián)法具有更高靈敏度。除此之外，相較于并聯(lián)法，串聯(lián)法的線路更簡(jiǎn)單，避免過多高壓引線產(chǎn)生的電暈干擾帶來的試驗(yàn)誤差[5-6]。串聯(lián)法的基本原理為：當(dāng)測(cè)試樣品上有局部放電產(chǎn)生時(shí)，脈沖電流途經(jīng)耦合電容kC時(shí)，在檢測(cè)阻抗兩端會(huì)產(chǎn)生一個(gè)脈沖電壓U，當(dāng)脈沖電壓經(jīng)過傳輸放大處理后，就可以測(cè)量放電相關(guān)基本參量。脈沖電流法是在避免無(wú)線電干擾的情況下，對(duì)局部放電一般為數(shù)kHz至幾百kHz（局部放電信號(hào)能量主要集中在該頻段）的低頻段成分進(jìn)行測(cè)量[6]。圖1-4為常見的

上海電機(jī)學(xué)院碩士學(xué)位論文-5-表征局部放電統(tǒng)計(jì)特性，圖1-5為GIS中三類典型缺陷類型的局部放電PRPD譜圖。圖1-5GIS三類典型缺陷類型的局部放電PRPD特征譜圖Fig1-5PRPDcharacteristicspectrumofthreetypesoftypicaldefectsinGIS(2)局部放電時(shí)間分布模式局部放電時(shí)間分布模式（TimeResolvedPartialDischarge,簡(jiǎn)稱TRPD），主要是通過放電波形特征參量與脈沖信號(hào)統(tǒng)計(jì)參量這兩類放電脈沖時(shí)域波形特性來定義的。圖1-6為絕緣介質(zhì)內(nèi)部氣隙放電的波形，該放電波形與氣隙形狀、氣隙內(nèi)表面狀態(tài)有關(guān)。圖a)和圖b)分別表示氣隙內(nèi)表面高、低電阻的不同放電波形。高電阻時(shí)放電時(shí)間較短且很快衰減至0，低電阻時(shí)波尾較長(zhǎng)，這種差異性表征兩種不同放電機(jī)理。圖1-6絕緣介質(zhì)內(nèi)部氣隙放電脈沖波形TRPD模式圖Fig.1-6TRPDpatternofairgapdischargepulsewaveformininsulatingmedium(3)脈沖序列相位分布模式脈沖序列相位分布模式（PhaseResolvedPulseSequence,簡(jiǎn)稱PRPS），主要以放電脈沖序列的幅值、相位及相應(yīng)放電時(shí)間尺度（或放電周期）來表征放電分布情況。該模式包含CIGRE提出的標(biāo)準(zhǔn)局部放電形式的全部放電信息[8]。圖1-7為GIS三類典型缺陷類型的局部放電PRPS譜圖。b)沿面放電b)Surfacedischargea)氣隙放電a)Airgapdischargec)懸浮放電c)Suspensiondischargea)氣隙內(nèi)表面電阻高a)Highinternalsurfaceresistanceofairgapb)氣隙內(nèi)表面電阻低b)Lowinternalsurfaceresistanceofairgap

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于EMD與FA-SVM的光伏出力超短期預(yù)測(cè)[J]. 陸思佳,葛玉林.  黑龍江電力. 2019(05)
[2]基于深度學(xué)習(xí)的PRPD數(shù)據(jù)特征提取方法[J]. 楊景剛,鄧敏,馬勇,艾春,李玉杰,劉成寶.  電測(cè)與儀表. 2020(03)
[3]高壓開關(guān)柜局部放電傳輸及外部干擾特性研究[J]. 李世峰,張茂永,李道川,王景明.  高壓電器. 2019(08)
[4]基于灰度圖中心矩與概率神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分類器的局部放電模式識(shí)別[J]. 章堅(jiān).  通訊世界. 2019(07)
[5]不對(duì)稱樣本下基于支持向量機(jī)的變壓器故障診斷[J]. 劉晨斐,崔昊楊,李鑫,束江,李亞.  高壓電器. 2019(07)
[6]基于DSP+LabVIEW的變壓器局部放電在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究[J]. 王斌.  自動(dòng)化應(yīng)用. 2019(05)
[7]固體絕緣開關(guān)柜局部放電模式識(shí)別優(yōu)化算法[J]. 徐衛(wèi)東,聶一雄,周文文,彭丹.  高壓電器. 2019(05)
[8]基于脈沖電流法的高壓開關(guān)柜局部放電在線監(jiān)測(cè)裝置[J]. 陶詩(shī)洋,馮義,張?zhí)斐?蔡宏偉.  電力系統(tǒng)保護(hù)與控制. 2019(09)
[9]基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的開關(guān)柜局部放電故障識(shí)別[J]. 王菲菲,阮愛民,魏剛,孫海渤.  電氣技術(shù). 2019(04)
[10]10kV開關(guān)柜局部放電測(cè)試技術(shù)[J]. 黃少敏.  設(shè)備管理與維修. 2019(07)

博士論文
[1]希爾伯特黃變換方法及其在特征提取中的應(yīng)用研究[D]. 杜建衛(wèi).北京科技大學(xué) 2017
[2]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]. 陳攀.重慶大學(xué) 2014
[3]超高頻局部放電信號(hào)等效源數(shù)學(xué)模型及其與放電量的關(guān)聯(lián)分析[D]. 謝顏斌.重慶大學(xué) 2010

碩士論文
[1]局放儀統(tǒng)一測(cè)評(píng)技術(shù)的研究[D]. 鄧先申.昆明理工大學(xué) 2018
[2]模式分類中概率神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法的研究[D]. 閆雄.吉林大學(xué) 2018
[3]基于UHF的10kV高壓開關(guān)柜局部放電在線監(jiān)測(cè)研究[D]. 許超.華僑大學(xué) 2017
[4]開關(guān)柜局部放電檢測(cè)與定位系統(tǒng)的研究[D]. 霍天.北京交通大學(xué) 2017
[5]基于稀疏分解算法的局部放電信號(hào)干擾抑制技術(shù)的學(xué)習(xí)與思考[D]. 肖俊安.華中科技大學(xué) 2016
[6]基于概率神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的變壓器局部放電模式識(shí)別研究[D]. 周沙.江蘇大學(xué) 2016
[7]汽輪發(fā)電機(jī)組信號(hào)分析與特征提取方法的研究[D]. 謝騏宇.華北電力大學(xué) 2013
[8]固體絕緣單氣隙局部放電行為的模型構(gòu)建與動(dòng)態(tài)仿真[D]. 張富春.湖南大學(xué) 2010
[9]局部放電檢測(cè)系統(tǒng)中的信號(hào)去噪與模式識(shí)別的研究[D]. 邵列.西安電子科技大學(xué) 2009
[10]基于并行交替式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的虛擬示波器研究[D]. 柴曉飛.天津工業(yè)大學(xué) 2007



本文編號(hào)：3132375