基于特高頻檢測的GIS局部放電類型識別研究.pdf

1、現(xiàn)代電力系統(tǒng)正向著大電網(wǎng)、大機(jī)組、超高壓、大容量的方向發(fā)展，為保障電力系統(tǒng)穩(wěn)定性、可靠性，對電力設(shè)備的安全程度也提出了更高的要求。而傳統(tǒng)的電能運(yùn)輸設(shè)備和電能變換設(shè)備無論在可靠性，安全性和靈活性等方面都不能滿足現(xiàn)代電網(wǎng)的運(yùn)行要求。從上世紀(jì)八十年代開始以來，氣體絕緣開關(guān)（GIS）設(shè)備以其體積小、環(huán)境影響小、維修周期長和運(yùn)行可靠性高等優(yōu)點(diǎn)慢慢地被普遍使用在輸變電站和換流站中，如今GIS已成為現(xiàn)代電力系統(tǒng)輸變電站的主流絕緣設(shè)備。但同時，由于 G

2、IS設(shè)備在制造、運(yùn)輸、安裝和運(yùn)行中各種不可控的原因，GIS內(nèi)部會發(fā)生各種不同缺陷類型導(dǎo)致的局部放電。長期的實(shí)踐證明，局部放電檢測技術(shù)能夠提早發(fā)現(xiàn) GIS設(shè)備內(nèi)部局部放電現(xiàn)象、缺陷信息及其嚴(yán)重程度，還可實(shí)現(xiàn)缺陷的準(zhǔn)確定位，對故障提出預(yù)警，從而實(shí)現(xiàn)有計劃的安排檢修，減少設(shè)備損壞和事故發(fā)生，對電力系統(tǒng)的穩(wěn)定安全運(yùn)行具有重要意義。
　　本文對局部放電的定義和產(chǎn)生進(jìn)行了簡單的介紹，對 GIS設(shè)備的主要局部放電檢測方法進(jìn)行了分類。然后以杭州西

3、湖電子研究所生產(chǎn)的型號 XD5936的 GIS局部放電帶電檢測裝置為檢測實(shí)驗平臺，詳細(xì)介紹了該GIS實(shí)驗裝置的設(shè)計結(jié)構(gòu)，設(shè)備布局和接線設(shè)置等情況，對幾種不同檢測方法在該 GIS設(shè)備的檢測方式進(jìn)行了簡要的介紹。接著研究了 XD5936實(shí)驗裝置的尖端、懸浮、金屬顆粒和氣泡四種典型缺陷類型的模型設(shè)計原理和局部放電機(jī)理，然后通過特高頻檢測方法，采集了GIS實(shí)驗裝置在電壓為110kV下的四種典型缺陷類型的局部放電信號波形，用于后續(xù)的研究分析。

4、r>　　采集到的信號首先進(jìn)行必要的預(yù)處理，然后以統(tǒng)計信息、時域信息、頻域信息3類特征信息為主導(dǎo)，提取了超過30個GIS特高頻檢測信號的特征信息參數(shù)。其中，對時域信號的特征提取，創(chuàng)新性地提出了檢測信號的多重包絡(luò)線特征提取方法，讓時域信號的特征提取變得容易和具體，減小了檢測信號中的冗余信息，同時一定程度上消除了隨機(jī)信號的干擾影響。頻域信息的特征提取為一次包絡(luò)線提取，接著采用流形學(xué)習(xí)方法局部線性嵌入（LLE）算法對30個特征量的維數(shù)進(jìn)行約簡工

5、作，最終通過設(shè)置參數(shù)分別取得10、16和20組三種不同的特征參數(shù)組合。
　　最后選取泛化能力更強(qiáng)、解更稀疏、魯棒性更好的相關(guān)向量機(jī)（RVM）作為模式識別的分類器，并通過“一對一”方法構(gòu)造了可以用于多類預(yù)測和分類的多分類相關(guān)向量機(jī)（M-RVM），然后分別選取以上三種不同的特征降維組合結(jié)果作為輸入向量，在M-RVM分類器中進(jìn)行分類和預(yù)測對比，結(jié)果表明降維特征量為16時分類器效果取得最佳，同時通過與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的分類方法相比較得出，LLE降