本文關(guān)鍵詞： 變電站 局部放電 特高頻電磁波 定位算法 時(shí)延估計(jì) 高階統(tǒng)計(jì)量 陣列信號(hào)處理 信號(hào)重構(gòu) 信號(hào)分離　出處：《上海交通大學(xué)》2014年博士論文　論文類(lèi)型：學(xué)位論文

【摘要】：局部放電(Partial discharge, PD){言號(hào)包含了豐富的絕緣狀態(tài)信息，同時(shí)局部放電既是絕緣劣化的征兆和表現(xiàn)形式，又是絕緣進(jìn)一步劣化的原因，因此局部放電監(jiān)測(cè)是及時(shí)發(fā)現(xiàn)電力設(shè)備絕緣缺陷，避免絕緣擊穿故障的有效手段。對(duì)局部放電源進(jìn)行定位，可達(dá)到快速查找故障點(diǎn)及提高檢修效率的目的。特高頻(Ultra-high frequency, UHF)電磁波方法具有靈敏度高、抗干擾能力強(qiáng)且適合于在線檢測(cè)的優(yōu)點(diǎn)，，且電磁波在空氣中的傳播速度穩(wěn)定，因此可對(duì)UHF信號(hào)進(jìn)行分析處理，實(shí)現(xiàn)變電站內(nèi)局部放電源的定位。 從變電站現(xiàn)場(chǎng)懫集的UHF信號(hào)中包含有白噪聲、窄帶周期性信號(hào)、脈沖信號(hào)等干擾，給信號(hào)時(shí)延估計(jì)、局部放電源定位、分離等問(wèn)題帶來(lái)了巨大的困難。本文首先介紹了基于天線陣列的變電站局部放電檢測(cè)系統(tǒng)組成與原理，深入討論了基于時(shí)延序列的變電站空間局部放電源定位算法，理論推導(dǎo)和定量分析了在相同的時(shí)延序列誤差下，定位結(jié)果誤差與天線陣列布置的關(guān)系，最終給出了射頻天線陣列布置的優(yōu)化方法。 現(xiàn)代信號(hào)處理及高階統(tǒng)計(jì)量理論的發(fā)展，為局部放電中關(guān)鍵問(wèn)題的解決提供了新的思路。本文以高階統(tǒng)計(jì)量理論為基礎(chǔ)，研究了基于四階累積量和雙譜的局部放電超高頻信號(hào)時(shí)延估計(jì)算法，該算法解決了混雜在局部放電信號(hào)中相關(guān)特性未知的高斯噪聲及周期性窄帶干擾問(wèn)題。對(duì)變電站現(xiàn)場(chǎng)懫集得到的信號(hào)進(jìn)行分析驗(yàn)證，利用該算法求得的時(shí)延序列對(duì)變電站內(nèi)局部放電源進(jìn)行定位，結(jié)果表明定位誤差在Im以內(nèi)，精度高于利用信號(hào)閾值、能量累積函數(shù)、相關(guān)分析等常用的信號(hào)時(shí)延估計(jì)算法，滿足變電站全站范圍局部放電源的定位精度。 本文分析了局部放電iff射電磁場(chǎng)的傳播特性，及接收天線的天線因子，并以此為理論基礎(chǔ)，提出基于電磁波衰減的變電站局部放電定位算法，該算法不需要計(jì)算信號(hào)時(shí)延，故降低了對(duì)信號(hào)采集系統(tǒng)采樣率的要求�；贚型天線陣列信號(hào)處理，結(jié)合旋轉(zhuǎn)不變技術(shù)(Estimating signal parameter via rotational invariance techniques, ESPRIT)求取信號(hào)到達(dá)方向角（Direction of arrival，DO A)及高階累積量的思想，論文提出一種基于L型天線陣列信號(hào)處理的變電站局部放電定位方法，該方法通過(guò)求解兩個(gè)波達(dá)方向上的直線交點(diǎn)得到局部放電源的平面坐標(biāo)，避免了求解非線性方程組，對(duì)變電站現(xiàn)場(chǎng)采集得到的信號(hào)進(jìn)行分析驗(yàn)證，該算法的局部放電源定位誤差在Im以內(nèi)。 將局部放電福射的特高頻電磁波信號(hào)建模為自回歸-滑動(dòng)平均（Autoregressivemoving average, ARM A)模型，利用高階累積量有效地從高斯噪聲和窄帶同期干擾的信號(hào)中辨識(shí)局部放電信號(hào)的模型階數(shù)和參數(shù)。利用信號(hào)模型辨識(shí)得到的AR參數(shù)和MA參數(shù)，及雙譜估計(jì)可以有效地重構(gòu)出只相差常數(shù)幅值因子和線性相位差的原始信號(hào)的Fourier變換幅值和相位，從而重構(gòu)只相差常數(shù)因子和時(shí)間移位的時(shí)域信號(hào)；利用Fisher可分離度選擇具有最強(qiáng)類(lèi)可分離度的頻譜重構(gòu)值或雙譜，作為信號(hào)的特征參數(shù)，并利用特征參數(shù)訓(xùn)練徑向基神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來(lái)判斷信號(hào)的類(lèi)型的方法，對(duì)變電站現(xiàn)場(chǎng)懫集得到的信號(hào)進(jìn)行分析驗(yàn)證，該算法對(duì)局部放電源分離的正確率在70%以上。 論文最后給出了變電站局部放電監(jiān)測(cè)和故障預(yù)警系統(tǒng)的樣機(jī)研制，及其在實(shí)驗(yàn)室及變電站現(xiàn)場(chǎng)安裝測(cè)試的試驗(yàn)結(jié)果，初步驗(yàn)證了系統(tǒng)對(duì)變電站全站空間內(nèi)局部放電源定位的可行性。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：上海交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類(lèi)號(hào)】：TM63;TN911.7

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1449343