電容型設(shè)備絕緣在線監(jiān)測與智能化故障診斷研究.pdf

1、隨著電力工業(yè)的迅速發(fā)展，電網(wǎng)規(guī)模不斷擴大，結(jié)構(gòu)日益復(fù)雜，由電氣設(shè)備故障引發(fā)的電力系統(tǒng)事故所造成的危害也越來越嚴重。因此開展對電容型設(shè)備這種重要的輸變電設(shè)備的絕緣在線監(jiān)測與故障診斷任務(wù)對于全面實現(xiàn)狀態(tài)維修具有十分重要的現(xiàn)實意義，但是目前離用戶期望的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性還有相當(dāng)距離。本文在總結(jié)和借鑒國內(nèi)外相關(guān)電氣設(shè)備絕緣在線監(jiān)測與故障診斷技術(shù)的基礎(chǔ)上，從信號頻率提取、介質(zhì)損耗測量方法以及絕緣狀態(tài)與故障診斷三個方面進行了深入研究和探討。 在

2、分析介質(zhì)損耗角正切測量中DFT 方法存在的頻譜泄漏和柵欄效應(yīng)的基礎(chǔ)上，本文提出了基于DFT的自適應(yīng)整周期采樣算法，以信號相鄰兩周期的相角差為控制條件，在現(xiàn)有采樣信號波形上提取信號周期（頻率），可以消除由非整周期截斷帶來的嚴重干擾介質(zhì)損耗角測量準(zhǔn)確性的DFT 分析誤差，同時還可以通過反饋控制回路調(diào)整硬件采樣頻率。推導(dǎo)了在基于DFT的自適應(yīng)整周期采樣算法誤差對介質(zhì)損耗角測量影響不大條件下的采樣頻率，并進行了數(shù)值仿真。仿真結(jié)果表明該方法具有很

3、好的自適應(yīng)性和靈活性。 針對監(jiān)測現(xiàn)場干擾頻率計算準(zhǔn)確性的主要因素－高斯白噪聲，本文引入了具有時頻域特性的小波去噪方法作為采樣信號的前置濾波環(huán)節(jié)，全面分析了基小波函數(shù)、分解層次等去噪因子對頻率計算的影響，在此基礎(chǔ)上，提出了在信號狀態(tài)評估下基于最優(yōu)小波去噪的頻率提取算法，并采用BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)了從信號狀態(tài)到最優(yōu)小波去噪模式的識別。本文詳細介紹了自適應(yīng)噪聲抵消技術(shù)，為克服參考信號與被抵消信號的非線性相關(guān)問題，采用BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建其

4、濾波器，可以通過在線訓(xùn)練的方式學(xué)習(xí)現(xiàn)場噪聲傳輸特性，并以此提出了基于BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)非線性自適應(yīng)濾波的頻率提取算法。 仿真結(jié)果表明兩種方法均能有效提取信號頻率，計算誤差小于0.01Hz。本文還對比分析了小波去噪和自適應(yīng)噪聲抵消兩種方法的使用特點，找出了其現(xiàn)場適用條件。 本文提出了具有同時性的綜合相對測量法，以連接到同一母線下同相多臺設(shè)備絕緣的泄漏電流信號互為基準(zhǔn)進行比較，提取相對介質(zhì)損耗角，不需要PT 低壓側(cè)電壓。

5、 該方法從所有納入測量范圍設(shè)備的全局衡量單個設(shè)備的絕緣狀況，消除相似性干擾，提高監(jiān)測數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性，考慮了多臺設(shè)備特征參數(shù)的同時測量，避免由突發(fā)性瞬態(tài)干擾導(dǎo)致的測量背景不一致，并建設(shè)性的提出了沿絕緣出廠老化曲線線性部分對稱變換的修正措施，削弱由介質(zhì)損耗角曲線局部逆反性變化引起的相對介質(zhì)損耗角振蕩?，F(xiàn)場應(yīng)用表明該方法能較好的滿足在線監(jiān)測的需要。 本文系統(tǒng)總結(jié)和闡述了模糊集理論和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的診斷原理、方法，將綜合相對法獲得的相對介質(zhì)損耗

6、角以及測量的電容作為特征輸入，以實踐經(jīng)驗為指導(dǎo)提出了基于模糊規(guī)則庫推理的絕緣狀態(tài)診斷模型，并將其診斷結(jié)果應(yīng)用于絕緣狀態(tài)變化趨勢的研究，提出了基于模糊模式識別的趨勢診斷模型。本文還在提煉的樣本數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上建立了基于BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的絕緣狀態(tài)分類器和基于PNN神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的絕緣故障主原因診斷模型，特別是這種絕緣故障主原因診斷模型可以與上述模糊診斷模型結(jié)合起來完成從絕緣狀態(tài)到絕緣故障類型的識別。本文進一步探討了將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)引入模糊診斷的方法。