基于音頻信號的12kV環(huán)網(wǎng)柜放電狀態(tài)識別的研究
發(fā)布時間:2021-06-08 09:08
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
【參考文獻】:
期刊論文
[1]基于頻帶能量特征提取的10 kV固體絕緣柜表面放電音頻信號識別[J]. 侯春光,孫小涵,趙長權,曹云東. 電器與能效管理技術. 2020(03)
[2]基于卡爾曼濾波的數(shù)據(jù)融合算法與應用研究[J]. 徐恩松,陸文華,劉云飛,李寶磊,李洋. 計算機技術與發(fā)展. 2020(05)
[3]基于改進粒子濾波算法實現(xiàn)鋰離子電池RUL預測[J]. 韋海燕,安晶晶,陳靜,王惠民,潘海鴻,陳琳. 汽車工程. 2019(12)
[4]基于小波包和共同空間模型的運動想象腦電信號特征提取算法[J]. 高楓,魯昊,高諾. 生物醫(yī)學工程研究. 2019(04)
[5]一種基于超寬帶測距的粒子濾波平滑方法[J]. 王鷗,于亮亮,楊明鈺,金成明,王飛. 電子設計工程. 2019(24)
[6]地鐵車輛經(jīng)過不同軌道結構時對地面振動的影響研究[J]. 戚柳飛,王安斌,謝鎣松,劉浪,鞠龍華. 噪聲與振動控制. 2019(06)
[7]帶電檢測技術在配電設備狀態(tài)檢修中的應用[J]. 王連杰,孔繁婷,王建全. 技術與市場. 2019(12)
[8]高壓開關柜局部放電在線監(jiān)測技術研究與應用策略[J]. 陳慶榮. 科技與創(chuàng)新. 2019(23)
[9]基于稀疏共空間模式和Fisher判別的單次運動想象腦電信號識別方法[J]. 付榮榮,田永勝,鮑甜恬. 生物醫(yī)學工程學雜志. 2019(06)
[10]基于濾波器設計的水聽器測量信號幅度修正方法[J]. 黃聰,朱偉鋒,王曉熔. 中國艦船研究. 2019(06)
博士論文
[1]電容型設備絕緣在線監(jiān)測與智能化故障診斷研究[D]. 龔李偉.華中科技大學 2008
[2]支持向量機的理論與算法研究[D]. 王國勝.北京郵電大學 2008
碩士論文
[1]GIS局部放電帶電檢測技術在營口地區(qū)的應用[D]. 高桐童.長春工業(yè)大學 2019
[2]基于深度學習的開關柜放電聲音識別的研究[D]. 高玉東.沈陽工業(yè)大學 2019
[3]10kV環(huán)網(wǎng)柜機械特性在線監(jiān)測與絕緣狀態(tài)診斷的研究[D]. 賈茂源.沈陽工業(yè)大學 2019
[4]實時場地校正方法及其在地震預警中的應用[D]. 王輔臣.中國地震局工程力學研究所 2019
[5]基于大氣湍流模型的傾斜鏡系統(tǒng)信號濾波與控制算法研究[D]. 樓利旋.浙江大學 2018
[6]基于LabVIEW的聲音信號的采集與分析系統(tǒng)[D]. 于永芳.青島大學 2018
[7]基于深度學習的語音識別方法研究[D]. 張非凡.大連理工大學 2018
[8]基于主動聲吶水下高速航行體測速技術研究[D]. 郭俊.南京理工大學 2018
[9]基于物聯(lián)網(wǎng)的開關柜局部放電在線監(jiān)測系統(tǒng)的設計與研發(fā)[D]. 延野.上海交通大學 2017
[10]城網(wǎng)電纜絕緣狀態(tài)在線監(jiān)測預警系統(tǒng)及應用研究[D]. 羅晨.重慶大學 2016
本文編號:3218120
【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
【參考文獻】:
期刊論文
[1]基于頻帶能量特征提取的10 kV固體絕緣柜表面放電音頻信號識別[J]. 侯春光,孫小涵,趙長權,曹云東. 電器與能效管理技術. 2020(03)
[2]基于卡爾曼濾波的數(shù)據(jù)融合算法與應用研究[J]. 徐恩松,陸文華,劉云飛,李寶磊,李洋. 計算機技術與發(fā)展. 2020(05)
[3]基于改進粒子濾波算法實現(xiàn)鋰離子電池RUL預測[J]. 韋海燕,安晶晶,陳靜,王惠民,潘海鴻,陳琳. 汽車工程. 2019(12)
[4]基于小波包和共同空間模型的運動想象腦電信號特征提取算法[J]. 高楓,魯昊,高諾. 生物醫(yī)學工程研究. 2019(04)
[5]一種基于超寬帶測距的粒子濾波平滑方法[J]. 王鷗,于亮亮,楊明鈺,金成明,王飛. 電子設計工程. 2019(24)
[6]地鐵車輛經(jīng)過不同軌道結構時對地面振動的影響研究[J]. 戚柳飛,王安斌,謝鎣松,劉浪,鞠龍華. 噪聲與振動控制. 2019(06)
[7]帶電檢測技術在配電設備狀態(tài)檢修中的應用[J]. 王連杰,孔繁婷,王建全. 技術與市場. 2019(12)
[8]高壓開關柜局部放電在線監(jiān)測技術研究與應用策略[J]. 陳慶榮. 科技與創(chuàng)新. 2019(23)
[9]基于稀疏共空間模式和Fisher判別的單次運動想象腦電信號識別方法[J]. 付榮榮,田永勝,鮑甜恬. 生物醫(yī)學工程學雜志. 2019(06)
[10]基于濾波器設計的水聽器測量信號幅度修正方法[J]. 黃聰,朱偉鋒,王曉熔. 中國艦船研究. 2019(06)
博士論文
[1]電容型設備絕緣在線監(jiān)測與智能化故障診斷研究[D]. 龔李偉.華中科技大學 2008
[2]支持向量機的理論與算法研究[D]. 王國勝.北京郵電大學 2008
碩士論文
[1]GIS局部放電帶電檢測技術在營口地區(qū)的應用[D]. 高桐童.長春工業(yè)大學 2019
[2]基于深度學習的開關柜放電聲音識別的研究[D]. 高玉東.沈陽工業(yè)大學 2019
[3]10kV環(huán)網(wǎng)柜機械特性在線監(jiān)測與絕緣狀態(tài)診斷的研究[D]. 賈茂源.沈陽工業(yè)大學 2019
[4]實時場地校正方法及其在地震預警中的應用[D]. 王輔臣.中國地震局工程力學研究所 2019
[5]基于大氣湍流模型的傾斜鏡系統(tǒng)信號濾波與控制算法研究[D]. 樓利旋.浙江大學 2018
[6]基于LabVIEW的聲音信號的采集與分析系統(tǒng)[D]. 于永芳.青島大學 2018
[7]基于深度學習的語音識別方法研究[D]. 張非凡.大連理工大學 2018
[8]基于主動聲吶水下高速航行體測速技術研究[D]. 郭俊.南京理工大學 2018
[9]基于物聯(lián)網(wǎng)的開關柜局部放電在線監(jiān)測系統(tǒng)的設計與研發(fā)[D]. 延野.上海交通大學 2017
[10]城網(wǎng)電纜絕緣狀態(tài)在線監(jiān)測預警系統(tǒng)及應用研究[D]. 羅晨.重慶大學 2016
本文編號:3218120
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