變壓器局放超高頻監(jiān)測與基于知識(shí)的分析方法研究.pdf

1、隨著電力系統(tǒng)向高壓大容量方向發(fā)展，電力變壓器的電壓等級(jí)和單臺(tái)容量也在不斷提高，一旦發(fā)生事故，將會(huì)造成大面積停電，甚至危及整個(gè)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，經(jīng)濟(jì)損失巨大。統(tǒng)計(jì)表明絕緣故障是引發(fā)變壓器事故的重要原因之一，而局部放電（局放）是絕緣劣化失效的重要征兆。局放在線監(jiān)測能夠有效地反映變壓器絕緣狀況，近年來成為研究熱點(diǎn)。制約局放監(jiān)測發(fā)展的難點(diǎn)之一是干擾問題，在眾多監(jiān)測方法中，超高頻（UHF）方法檢測頻段高，能夠有效避開現(xiàn)場大量干擾。因此，變壓器局

2、放超高頻在線監(jiān)測研究和工業(yè)應(yīng)用的意義重大。然而，變壓器局放監(jiān)測現(xiàn)場脈沖來源復(fù)雜，當(dāng)前的局放監(jiān)測在脈沖特征知識(shí)全面獲取、脈沖類型在線辨識(shí)、脈沖原始數(shù)據(jù)存儲(chǔ)及脈沖來源分析等方面均顯不足。大多數(shù)局放分析未與變壓器運(yùn)行工況進(jìn)行關(guān)聯(lián)，從而降低了分析結(jié)果的可靠性。另外，多數(shù)系統(tǒng)采用示波器作為數(shù)據(jù)采集設(shè)備，存儲(chǔ)容量小，采集間隔時(shí)間長，對(duì)瞬態(tài)沖擊反應(yīng)不及時(shí)。
　　 本研究針對(duì)上述問題，在HOMS（水電廠最優(yōu)維護(hù)系統(tǒng)）集成狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷環(huán)境下

3、，以葛洲壩電廠大型電力變壓器為對(duì)象，理論聯(lián)系實(shí)際，開展了變壓器局放超高頻監(jiān)測與基于知識(shí)的分析方法研究。根據(jù)當(dāng)前監(jiān)測系統(tǒng)存在的不足，制定了變壓器局放與相關(guān)狀態(tài)量的集成監(jiān)測方案。在HOMS集成環(huán)境下，研制了變壓器局放超高頻在線監(jiān)測系統(tǒng)，同步獲取局放相關(guān)狀態(tài)量，為局放綜合分析提供數(shù)據(jù)源。研究、解決了系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵技術(shù)：高速實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集與分析，脈沖原始數(shù)據(jù)智能化存儲(chǔ)，信息共享與集成等。長時(shí)間大量現(xiàn)場脈沖積累及脈沖知識(shí)獲取，是脈沖類型識(shí)別和脈沖

4、綜合分析的前提。通過對(duì)現(xiàn)場四臺(tái)變壓器實(shí)施長期的在線監(jiān)測，獲取了大量的現(xiàn)場脈沖。從采樣數(shù)據(jù)中提取單脈沖，用脈沖“波形-時(shí)間”序列分析替代傳統(tǒng)的脈沖“峰值-時(shí)間”序列分析。在此基礎(chǔ)上，結(jié)合脈沖類型相關(guān)信息，研究脈沖特征辨識(shí)方法，獲取了現(xiàn)場典型脈沖的特征知識(shí)，建立了可用于現(xiàn)場在線脈沖識(shí)別和脈沖綜合分析的脈沖知識(shí)庫。當(dāng)前局放監(jiān)測一般離線辨識(shí)脈沖類型，在監(jiān)測中易產(chǎn)生脈沖原始數(shù)據(jù)冗余、典型脈沖知識(shí)遺漏等問題，因此，提出基于現(xiàn)場脈沖知識(shí)庫的在線脈沖識(shí)

5、別方法，滿足長期、連續(xù)在線監(jiān)測需求。采用多個(gè)分層式樹狀子分類器代替?zhèn)鹘y(tǒng)的單分類器，將一個(gè)多類問題轉(zhuǎn)化為多個(gè)分層式的二類或少類問題，自頂向下逐步識(shí)別各類脈沖，解決由單分類器帶來的“維數(shù)災(zāi)”問題。在HOMS集成環(huán)境下，結(jié)合實(shí)時(shí)工況信息和脈沖知識(shí)庫，開展局放與工況關(guān)聯(lián)分析，主要包括：⑴穩(wěn)定工況下由工頻電壓引起的周期性放電分析；⑵瞬態(tài)工況下由沖擊電壓引起的過電壓放電分析；⑶沖擊感應(yīng)脈沖的專項(xiàng)分析。研究了局放隨相關(guān)狀態(tài)量變化的規(guī)律，總結(jié)了瞬態(tài)過程