当前位置:主页 > 科技论文 > 电气论文 >

基于振荡波的电缆多源局放检测及定位方法

发布时间:2018-09-14 11:29
【摘要】:局部放电是电缆发生故障的前期征兆,在局部放电易发期,通过快速有效的手段,检测电缆绝缘局部放电的程度,根据检测的结果判断电缆的绝缘健康状态,同时,利用电缆局部放电信号,结合行波测距的方法,对放电位置进行精确的测定,从而采取相应的解决措施,对电缆乃至电网的安全运行有着重要的意义。振荡波测试系统(OWTS)是近年来发展起来的用于电缆绝缘检测的新方法,并受到了一致的推广。本文以振荡波测试系统为基础,分析了系统的组成结构、参数设置及具体工作原理,并在仿真平台中搭建了系统模型,模拟局放发生及检测过程;在仿真的基础上,成功研制出了一套小型的振荡波测试系统,通过人为设置电缆尖端缺陷,对系统进行了试验,从试验结果来看,所研制系统成功地模拟了振荡波测试系统的工作过程,并采集到了局放信号,且局放信号的分布特性符合尖端放电的特性,证明了所研制系统的有效性,为后续的研究工作奠定了基础。基于振荡波测试系统所获得的局放信号,其中含有大量的白噪声干扰及窄带干扰,考虑现有的白噪声去噪算法已经较为成熟,本文仅针对局部放电窄带干扰提出一种基于频域估计与时域重构相结合的窄带干扰抑制算法。算法根据局放信号和窄带干扰在时域和频域上的分布差异,对信号采样数据进行分段后,通过分析各段信号频谱的相似性来实现窄带干扰的个数确定及窄带频率的粗略估计,再利用频域插值实现窄带频率的精确估计,进而结合傅里叶级数展开,对窄带干扰进行时域重构,最后与原始信号相减以实现窄带干扰的抑制。通过仿真及实测数据进行算法对比,验证了所提算法在提高窄带干扰参数估计及信号重构精度上的优势,以及在不同工况下良好的窄带抑制效果,同时也验证了所提算法在抗白噪声方面的稳定性,能够满足现场复杂工况下的窄带抑制应用需求。在利用振荡波测试系统所获得的局放信号对局放源进行定位的过程中,为减小噪声干扰及反射干扰的影响,并实现多个局放源的定位,本文提出一种基于局放匹配对识别及利用多组局放匹配对进行多源局放定位的算法,来提高在上述干扰工况中的定位精度。该算法利用局放信号的幅值突变特点以及在电缆中的传播特性来识别局放匹配对,再基于局放匹配对识别结果进行多源局放的定位,进而结合DBSCAN信号聚类方法来修正局放定位结果以实现对多源局放的精确定位。仿真结果表明,该多源局放定位算法能够在不同信噪比工况下,有效识别局放匹配对并精确估计出局放源的个数和位置,同时,由于利用了多组局放匹配对进行定位,其精确性比利用单组局放匹配对定位的精确性更高。理论研究和仿真结果表明,本文提出的基于振荡波的电缆多源局放检测及定位方法,在电缆局部放电信号的检测、去噪以及定位三个工作方面取得了一定效果,对电网的稳定运行提供了重要的安全保障。
[Abstract]:Partial discharge is the precursor of cable failure. In the period of partial discharge, the degree of partial discharge in cable insulation can be detected quickly and effectively, and the insulation health of cable can be judged according to the result of detection. At the same time, the discharge position can be accurately determined by using the partial discharge signal of cable and traveling wave ranging method. The oscillatory wave test system (OWTS) is a new method developed in recent years for cable insulation testing and has been widely used. Based on the oscillatory wave test system, this paper analyzes the structure of the system, the setting of parameters and the application of OWTS. The system model is built in the simulation platform to simulate the occurrence and detection of partial discharge. On the basis of simulation, a set of small-scale oscillatory wave testing system is successfully developed. The system is tested by setting the cable tip defect artificially. From the test results, the system successfully simulates the oscillatory wave. The working process of the system is tested, and the PD signal is collected, and the distribution characteristics of the PD signal conform to the characteristics of the sophisticated discharge, which proves the validity of the developed system and lays a foundation for further research. Considering that the existing white noise denoising algorithms are mature, this paper proposes a narrowband interference suppression algorithm based on the combination of frequency domain estimation and time domain reconstruction for narrowband partial discharge interference. The number of narrow-band interference and the rough estimation of narrow-band frequency can be achieved by the similarity of signal spectrum. Then the accurate estimation of narrow-band frequency can be achieved by frequency-domain interpolation. Then the time-domain reconstruction of narrow-band interference can be carried out by combining Fourier series expansion. Finally, the suppression of narrow-band interference can be achieved by subtracting from the original signal. The results show that the proposed algorithm has advantages in improving the precision of narrowband interference parameter estimation and signal reconstruction, and has good narrowband suppression effect under different operating conditions. At the same time, the stability of the proposed algorithm in white noise suppression is also verified, which can meet the application requirements of narrowband suppression under complex working conditions. In order to reduce the influence of noise interference and reflection interference and realize the localization of multiple PD sources, a localization algorithm based on PD matching pairs and multiple PD matching pairs is proposed in this paper to improve the jammer. The algorithm uses the amplitude mutation characteristics of the PD signal and the propagation characteristics in the cable to identify the PD matching pairs, and then locates the multi-source PD based on the PD matching pairs, and then uses the DBSCAN signal clustering method to modify the localization results of the PD to achieve accurate localization of the multi-source PD. The real results show that the algorithm can effectively identify the matching pairs of PD and accurately estimate the number and location of PD sources under different SNR conditions. At the same time, the accuracy of localization is higher than that of localization using single matching pairs of PD. The results show that the method of detecting and locating multi-source PD signals based on oscillatory waves in this paper has achieved certain results in detecting, denoising and locating the PD signals of cables, which provides an important security guarantee for the stable operation of power grid.
【学位授予单位】:西南交通大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TM855

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 赵权;杨栗鸣;;局放检测异常发生误判的原因分析及应对方法[J];广东科技;2013年20期

2 孙永杰;马宏忠;;电力电缆局放定位中波速确定方法研究[J];电气自动化;2012年02期

3 李燕青;魏方园;王飞龙;;基于改进多平台定位原理的变压器局放超声定位研究[J];电测与仪表;2014年06期

4 谢庆;张丽君;程述一;侯姗姗;彭莉;律方成;;快速独立分量分析算法在局放超声阵列信号去噪中的应用[J];中国电机工程学报;2012年18期

5 戴萍,赵峰;浅谈带压浸油系统对产品局放的影响[J];变压器;2001年05期

6 何秋宇;全玉生;马彦伟;郑彬;杨龙海;;二进小波结合伯格·马萨特策略抗局放干扰[J];电力系统及其自动化学报;2007年04期

7 朱叶鑫;;一起10kV母线局放缺陷处理分析[J];电气开关;2013年05期

8 孙宏伟;王加乐;叶宽;张艳妍;李伟;;超声局放测量在电缆分支箱局放检测中应用[J];电线电缆;2010年06期

9 B.Florkowska;M.Florkowski;J.Roehrich;P.Zydron;;高压下非均匀电场中局放机理的建模(英文)[J];高电压技术;2008年12期

10 司文荣;李军浩;黎大健;杨景刚;李彦明;;基于宽带检测的局放脉冲波形快速特征提取技术[J];电工电能新技术;2008年02期

相关会议论文 前6条

1 高井荣;陈满;;浅析500kV高压充油电缆局放在线监测[A];中国水力发电工程学会电力系统自动化专委会2008年年会暨学术交流会论文集[C];2008年

2 何平;刘大永;张金祥;;局放在线监测在北京500kV站变压器问题分析中的作用[A];2009年全国输变电设备状态检修技术交流研讨会论文集[C];2009年

3 朱太云;杨道文;叶剑涛;王庆军;程登峰;;等效时频法在GIS超声局放检测中的应用研究[A];2013年中国电机工程学会年会论文集[C];2013年

4 李志敏;董兴海;;变电设备局放状况网络化在线监测技术的应用[A];2008年云南电力技术论坛论文集[C];2008年

5 王辉;云玉新;李秀卫;袁海燕;;GIS典型绝缘缺陷局放UHF信号特征分析[A];山东电机工程学会2012年度学术年会论文集[C];2012年

6 田维国;;110kV城中变UHF方式GIS局放在线监测应用[A];贵州省电机工程学会2010年优秀论文集[C];2010年

相关重要报纸文章 前4条

1 唐志国 李成榕 王伟;变压器局放检测的现状与新技术[N];中国电力报;2004年

2 四川 莫小君 周得豹;局放控制室照明的干扰[N];电子报;2014年

3 张伟华 赵明;杭州电网引入振荡波局放测试技术[N];国家电网报;2011年

4 张来进 陶加贵 孙婷 许阳青;一项创新带来一场变革[N];中国电力报;2014年

相关博士学位论文 前3条

1 张伟超;液—固复合绝缘局放声发射光纤传感检测技术研究[D];哈尔滨理工大学;2015年

2 刘明军;变压器局放超高频监测与基于知识的分析方法研究[D];华中科技大学;2011年

3 谢庆;基于空间谱估计的变压器局放超声阵列定位方法研究[D];华北电力大学(北京);2010年

相关硕士学位论文 前10条

1 肖国磊;GIS的局放特性研究及现场应用[D];华北电力大学;2015年

2 余云钢;超声波与超高频法在GIS局放检测中的研究与应用[D];华北电力大学;2015年

3 唐金锋;局放检测中信号降噪与特征分析方法研究[D];西安电子科技大学;2013年

4 刘子超;局部放电测量仪的测评技术研究与应用[D];昆明理工大学;2016年

5 周杨;基于ZigBee技术的GIS局放在线监测系统的研究[D];东南大学;2015年

6 刘绪英;基于L型阵列和MEMP算法的局放超声检测研究[D];华北电力大学;2016年

7 范彬;基于混沌特征量的电缆局放定位与绝缘老化诊断研究[D];长沙理工大学;2015年

8 李科林;局放超声波在电缆附件介质中传播特性研究[D];哈尔滨理工大学;2017年

9 刘鸿;基于振荡波的电缆多源局放检测及定位方法[D];西南交通大学;2017年

10 刘青;高压XLPE电缆PDCheck局放检测设备应用研究[D];华北电力大学;2012年



本文编号:2242579

资料下载
论文发表

本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianlidianqilunwen/2242579.html


Copyright(c)文论论文网All Rights Reserved | 网站地图 |

版权申明:资料由用户151c7***提供,本站仅收录摘要或目录,作者需要删除请E-mail邮箱bigeng88@qq.com