12kV環(huán)網(wǎng)柜是電力系統(tǒng)中十分重要的一部分,在配電網(wǎng)中起到連接和調(diào)控作用,是實現(xiàn)數(shù)字化建設中重要一環(huán)。在其制造和運行的過程中,會因為種種的缺陷造成局部放電,威脅電網(wǎng)的穩(wěn)定運行,因此對環(huán)網(wǎng)柜進行在線監(jiān)測尤為必要。監(jiān)測的方法有很多,主要針對放電的過程中產(chǎn)生的現(xiàn)象,選擇某一量值進行監(jiān)測。傳統(tǒng)的監(jiān)測成本較高,現(xiàn)象不易監(jiān)測,本文為了全面的反應環(huán)網(wǎng)柜的絕緣狀態(tài),結合了環(huán)網(wǎng)柜的結構特點提出了基于聲音的絕緣在線監(jiān)測。為了模擬環(huán)網(wǎng)柜放電情況,方便實驗的開展,本實驗對環(huán)網(wǎng)柜中的絕緣筒,絕緣套管及絕緣瓷瓶放電狀況進行模擬。并對比了潮濕環(huán)境下,各絕緣器件的放電情況。利用拾音器將采集到的聲音傳送至聲卡中,通過Labview上位機平臺完成對聲音信號的儲存和處理,采集到各絕緣子放電聲音及環(huán)境中的非放電聲音。并引入聲音的預處理,包括:雙門限法端點檢測,自適應濾波及帶通濾波。對比梅爾倒譜系數(shù)、線性預測倒譜系數(shù)及小波包能量分析的特征提取方法,對濾除噪聲后的聲音信號做特征提取。提出Fisher特征降維,解決數(shù)據(jù)冗余問題。經(jīng)過特征提取使樣本帶有特征標簽,方便模型的建立。分析主要的學習模型包括隱馬爾可夫模型,高斯混合模型,神經(jīng)... 

【文章來源】：沈陽工業(yè)大學遼寧省

【文章頁數(shù)】：73 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

局部放電的過程

第2章環(huán)網(wǎng)柜放電分析及聲音數(shù)據(jù)采集9數(shù)器測量絕緣體的放電重復率。3）電流脈沖局部放在發(fā)生在絕緣體內(nèi)部時，隨著會出現(xiàn)脈沖電流。利用在局部放電進行電氣監(jiān)測時，通常使用脈沖電流法。如圖2.2所示為脈沖電流法常用以下三種測試回路。a并聯(lián)回路b串聯(lián)回路c橋式回路圖2.2測試回路Fig.2.2Testcircuit圖中，xC表示被測試品，集中電容來表示；kC為耦合電容，給脈沖電流提供低通的阻抗通道，必須無局部放電，xC不是很大時，必須使kC值不小于kC。Z為低通濾波器，可以防止工頻高壓作用到被測試品上，但又阻止高壓電源中的高頻分量對模擬測試回路的干擾，也防止回路局部放電而使脈沖分流作用到電源上。2.1.2局部放電的分類電氣設備的局部放電是指發(fā)生在局部，絕緣部分被擊穿的電氣放電現(xiàn)象。根據(jù)放電發(fā)生的位置有如下分類：（1）氣隙放電在絕緣材料的制作過程中，常常會出現(xiàn)有氣隙、雜質(zhì)等的情況，這些因素會造成材料內(nèi)部與電極之間的放電。雜質(zhì)的類別、形式都會產(chǎn)生不同的效應，造成不同程度的放電。（2）表面放電沿著氣體與固體絕緣介質(zhì)分界面上發(fā)展的放電現(xiàn)象叫做沿面放電。由于絕緣介質(zhì)與電極表面接觸不到位，存在間隙，畸變了磁常同時，固體介質(zhì)的表面粗糙度，周圍環(huán)境的干濕度都會影響放電。比較得出，固體表面的閃絡電壓相對其它類型的放電形式擊穿電壓較低。（3）電暈放電電暈放電是極不均勻電場中特有的一種自持放電形式。在電極氣隙被全部放電擊穿之前，隨著氣隙外加電壓的增大，電暈層擴大，放電產(chǎn)生的電流也增大，但總的來

沈陽工業(yè)大學碩士學位論文10看，還只是保持著一定的絕緣狀態(tài)，沒有被全部擊穿，屬于一種局部放電現(xiàn)象。按放電的強度，電暈放電可分為兩種情況，分別為電子崩性質(zhì)的電暈放電和流注性質(zhì)的電暈放電。同時，電暈放電會產(chǎn)生能量的損耗，常伴隨有聲、光、熱等效應，其產(chǎn)生的高次諧波會對其他的電氣設備造成干擾。本課題主要針對局部放電類型中的沿面放電現(xiàn)象進行在線監(jiān)測，通過聲音數(shù)據(jù)的采集得到環(huán)網(wǎng)柜的運行狀態(tài)數(shù)據(jù)。2.2聲音數(shù)據(jù)的采集2.2.1環(huán)網(wǎng)柜的結構及應用為了提高電氣設備供電的可靠性，通常會將電網(wǎng)連接成環(huán)狀，被稱為環(huán)網(wǎng)供電。環(huán)網(wǎng)的發(fā)展使得環(huán)網(wǎng)柜應運而生，其主要構成包括復合開關和熔斷器，具有空間體積小，價格低的優(yōu)點。本課題以12kV環(huán)網(wǎng)柜進行絕緣狀態(tài)分析。環(huán)網(wǎng)柜用于將兩條不同電源線路實現(xiàn)“手拉手”運行。線路負荷的不均衡分布導致線路潮流變化，重新實現(xiàn)線路的功率分配。對于這樣一個相對復雜的結構，需要相應節(jié)點上嵌入采集裝置，實現(xiàn)對環(huán)網(wǎng)柜絕緣狀態(tài)的監(jiān)測，有針對性地對潛在故障進行監(jiān)測預防工作。2.2.2采集聲音的實驗裝置本課題使用拾音器完成聲音數(shù)據(jù)的錄制，型號為WY-04無源拾音器，拾音器的外部結構如圖2.3所示。實驗中選擇的麥克風可以滿足多角度采集聲音的效果，能夠保證采集到放電聲音的完整信息。圖2.3WY-04無源拾音器圖2.4SoundBlasterXAE-5聲卡Fig.2.3WY-04PassivepickupFig.2.4SoundBlasterXAE-5soundcard將采集到的聲音送入聲卡中，圖2.4所示為聲卡外形圖。使用聲卡類型為Creative創(chuàng)新科技公司生產(chǎn)的SoundBlasterXAE-5型號內(nèi)置聲卡。該聲卡支持32位384kHz立

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