發(fā)布時間：2020-10-09 02:00

　　 10kV開關(guān)柜作為配電系統(tǒng)中成套的電氣設(shè)備,其安全穩(wěn)定的運行是保證配電系統(tǒng)可靠供電的基礎(chǔ)。局部放電(Partial Discharge,PD)一直以來都是導(dǎo)致開關(guān)柜內(nèi)部設(shè)備絕緣劣化,影響開關(guān)柜安全平穩(wěn)運行的主要原因。暫態(tài)地電壓檢測法(Transient Earth Voltage,TEV)是一種較為有效的開關(guān)柜局部放電在線檢測方法,目前已經(jīng)在檢修運維工作中廣泛應(yīng)用。但現(xiàn)場應(yīng)用只能定性分析危害程度,缺乏對局部放電進行定量、對TEV傳感器的最優(yōu)檢測位置進行定位以及模式識別等有效有段,本文對此展開研究,主要成果如下:首先,根據(jù)實際開關(guān)柜絕緣缺陷設(shè)計并制作了尖板放電、沿面放電、氣隙放電以及懸浮放電四種典型局部放電模型,并搭建實驗平臺,分別研究了在不同局部放電模型下的TEV傳感器幅值與放電量的關(guān)系,結(jié)果顯示均呈現(xiàn)一次函數(shù)關(guān)系。其次,根據(jù)開關(guān)柜的結(jié)構(gòu)尺寸和材料參數(shù)精確建模,仿真分析了電磁波在開關(guān)柜中的傳播特性,并得到其傳播規(guī)律;針對開關(guān)柜內(nèi)部四種典型放電,綜合分析了開關(guān)柜表面不同檢測位置TEV信號的波動性及距離的影響,確定TEV傳感器的最優(yōu)檢測位置,并通過實驗驗證。結(jié)果表明,仿真結(jié)果與實驗結(jié)果一致。再次,分別對典型局部放電模型提取統(tǒng)計特征、灰度圖像矩特征、時域特征和頻域特征等共計56維特征參數(shù),通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)驗證了組合特征參數(shù)的識別率比單一特征參數(shù)的識別率高,但識別時間過長。對比PCA與局部線性嵌入降維算法(LLE),采用LLE降維算法對組合特征參數(shù)進行降維處理,并通過聚類識別驗證了該降維算法的實際效果。最后,選擇泛化能力強的多分類支持向量機(MSVM)作為模式識別算法,并采用多種群遺傳算法(MPGA)對其進行參數(shù)優(yōu)化。研究LLE降維算法不同參數(shù)對算法識別率的影響,確定最佳參數(shù)組合。并通過PCA與LLE降維算法的識別率對比,進一步驗證該算法的可行性。通過與BP、MSVM、MRVM等分類算法對比,驗證了 MPGA-MSVM算法的識別效果最佳。同時將典型模型訓(xùn)練的MPGA-MSVM算法用于識別實際開關(guān)柜故障,能夠得到故障存在放電類型的幾率占比,證明了經(jīng)過LLE降維的MPGA-MSVM算法對開關(guān)柜局部放電模式識別具有可靠的識別精度,能夠更好的完成識別任務(wù)。
【學(xué)位單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TM591;TM855
【部分圖文】：

時有效的發(fā)現(xiàn)局部放電故障，降低電力系統(tǒng)的安全隱患。國網(wǎng)電科院２００４年對逡逑４０．５ｋＶ以下的開關(guān)柜設(shè)備進行統(tǒng)計分析，因內(nèi)部絕緣缺陷而引發(fā)的絕緣故障占比逡逑最高達到３５％左右［７］，各開關(guān)柜故障類型分布如圖１－１所示。據(jù)廣東供電公司在逡逑１９９８－２００２年間對開關(guān)柜設(shè)備進行統(tǒng)計分析，因內(nèi)部絕緣故障而引發(fā)的故障占故障逡逑總數(shù)的６６％［８］。逡逑綜上所述，對開關(guān)柜進行局部放電狀態(tài)監(jiān)測能夠及時有效的掌握開關(guān)柜內(nèi)部逡逑設(shè)備的絕緣狀況，預(yù)防潛伏性故障和突發(fā)性故障，從而避免開關(guān)柜停電事故的發(fā)生，逡逑確保１０ｋＶ開關(guān)柜安全穩(wěn)定的運行；還能及時獲取局部放電的特征，為開關(guān)柜檢修逡逑工作提供重要的參數(shù)和依據(jù)，對安排開關(guān)柜檢修工作具有指導(dǎo)性意義。逡逑外力及其他故障逡逑拒動故邐、逡逑＿絕緣故障逡逑＂ｊｉｆｆ逡逑開關(guān)與斷和逡逑誤動故障逡逑圖１－１邋２００４年高壓開關(guān)設(shè)備事故類型分布逡逑Ｆｉｇ．邋１－１邋Ｔｙｐｅ邋ｏｆ邋ｈｉｇｈ邋ｖｏｌｔａｇｅ邋ｓｗｉｔｃｈｇｅａｒ邋ａｃｃｉｄｅｎｔｓ邋ｉｎ邋２００４逡逑１．２開關(guān)柜局部放電檢測方法研究現(xiàn)狀逡逑當(dāng)開關(guān)柜內(nèi)部發(fā)生局部放電時，會伴隨著聲、電、熱、光等一系列物理現(xiàn)象的逡逑發(fā)生，各種檢測方法也隨著這些物理現(xiàn)象進行發(fā)展，針對不同的檢測物理量，開關(guān)逡逑２逡逑

在電磁波在向外傳播接觸到開關(guān)柜殼體時，會在殼體表面產(chǎn)生一個暫態(tài)的地電逡逑壓，下面將對這個暫態(tài)地電壓產(chǎn)生的機理做介紹。逡逑如圖２－１所示，中間是一個分界面，分界面右側(cè)媒質(zhì)為開關(guān)柜內(nèi)部空氣，分界逡逑面左側(cè)媒質(zhì)為開關(guān)柜金屬殼體，／Ｔ為反射波的磁場強度，／Ｔ為透射殼體的磁場逡逑強度，／Ｔ為入射波的磁場強度，￡＿為反射波的電場強度，五＋為入射波電場強度。逡逑＼逡逑＾邐Ｈ＋逡逑—Ｉ邋—逡逑￡＋０邐２邐０邋Ｅ＋逡逑Ｘ邋＜邐邐逡逑圖２－１暫態(tài)地電壓產(chǎn)生原理逡逑Ｆｉｇ．邋２－１邋Ｔｈｅ邋ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ邋ｏｆ邋ｔｒａｎｓｉｅｎｔ邋ｅａｒｔｈ邋ｖｏｌｔａｇｅ邋ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ逡逑為了簡化分析，設(shè)開關(guān)柜金屬殼體為純導(dǎo)體。由于純導(dǎo)體的內(nèi)部場強為零，因逡逑此分界面處的入射波場強分量和反射波場強分量相位相反即滿足條件：逡逑Ｅ＋＋Ｅ￣邋＝邋０邐（２－１）逡逑７逡逑

＾為磁導(dǎo)率。逡逑電磁波在開關(guān)柜表面上某一點產(chǎn)生的暫態(tài)地電壓信號ｔ；：逡逑Ｕ邋＝邋ｉ－Ｚ＝Ｊ＾－ｊａＥ（ｔ）ｄｓ器選擇與校驗逡逑ＥＶ傳感器的選擇與校驗逡逑內(nèi)部設(shè)備發(fā)生局部放電時會產(chǎn)生高頻電磁波，電磁波透傳播，在開關(guān)柜表面會形成暫態(tài)地電壓，一般采用ＴＥＶＶ傳感器的檢測原理如圖２－２所示。逡逑Ｕ逡逑

【參考文獻】

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本文編號：2833069