超声波局放检测在GIS耐压试验中的应用研究

发布时间：2017-08-10 16:25

  本文关键词：超声波局放检测在GIS耐压试验中的应用研究

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【摘要】：气体绝缘开关设备(Gas insulated switchgear,以下简称GIS),是指将除了变压器以外的其它一次设备按照一定的方式优化组合,并且封装在充有SF6气体的密闭圆筒中。GIS设备的特点是：检修周期长、运行安全可靠,维护工作量小,GIS设备在现代电力系统中得到了广泛的应用,其运行安全性和可靠性也得到了国内外广泛的关注。GIS设备的故障检测一直是GIS设备应用中的重点也是难点；通过GIS耐压试验可以有效的检测GIS的绝缘状态,放电过程中产生的超声是检测放电的重要手段,本文针对传统GIS设备耐压试验中故障检测技术的不足,根据GIS设备中局部放电发生、发展的特点,开发了多通道超声波GIS故障检测设备,基于多通道超声的GIS击穿定位方法对GIS设备的绝缘故障进行了分析。基于GIS设备局部放电发生的原理,分析了GIS设备内部局部放电产生的原因、发展过程。在三电容模型的基础上,研究了局部放电的等效电路、放电电流频谱特性和真实放电量的特点；根据GIS中常见缺陷,设计制作了5种典型独立绝缘缺陷模型,即针板模型、沿面模型、悬浮电位模型、内部气隙模型、自由金属微粒模型,基于有限元法,应用ANSYS软件对典型的缺陷模型空间电场特性进行了计算分析。基于物理学中超声波传播理论,研究了超声波局部放电检测技术,对局部放电产生超声波的原理进行了分析；研究了局部放电过程中超声波信号的频率和传播特性,研究了超声波局部放电检测方法、现场检测流程以及超声波局部放电的几种典型的图谱；针对针板模型、沿面模型、悬浮电位模型、内部气隙模型、自由金属微粒模型5种典型缺陷谱图的时频特性进行了分析。研制了多通道超声GIS故障检测系统,基于无线网络技术、数字信号处理技术,搭建了硬件平台的数据采集和数据传输模块,基于.Net框架,应用Microsoft Visual Studio.Net 2008开发了GIS故障测量系统的软件平台。基于开发的多通道超声GIS故障检测系统,采用基于多通道声发射原理的GIS击穿定位方法,对500kV变电站中550kVGIS设备交流耐压过程中内部的击穿放电位置进行了检测,并根据返厂检查和故障气室内自由微粒物材质成分,对故障原因进行了分析。
【关键词】：超声波 局部放电检测 气体绝缘开关设备 耐压试验 故障分析
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM595
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第一章 绪论9-15
• 1.1 论文研究背景9-10
• 1.2 国内外研究现状10-14
• 1.2.1 GIS设备故障和缺陷类型研究现状10-11
• 1.2.2 超声局部放电检测技术研究现状11-13
• 1.2.3 GIS设备耐压试验故障定位技术研究现状13-14
• 1.3 本文主要研究内容14-15
• 第二章 GIS典型绝缘缺陷研究15-30
• 2.1 局部放电现象15-16
• 2.1.1 局部放电定义15
• 2.1.2 局部放电过程15-16
• 2.2 局部放电的等效电路16-21
• 2.2.1 放电的等效回路16-17
• 2.2.2 局部放电的等效电路17-20
• 2.2.3 局部放电的真实放电量估计20-21
• 2.3 GIS典型绝缘缺陷模型21-29
• 2.3.1 影响GIS绝缘的主要缺陷类型21-22
• 2.3.2 GIS典型绝缘缺陷模型22-29
• 2.4 本章小结29-30
• 第三章 超声波局部放电检测技术研究30-40
• 3.1 局部放电产生超声波机理30-31
• 3.2 局部放电产生声波的特性31-34
• 3.2.1 频谱特性31-32
• 3.2.2 传播特性32-34
• 3.3 超声波局部放电检测方法34-37
• 3.3.1 超声波局部放电检测原理34
• 3.3.2 超声波局部放电现场检测流程34-35
• 3.3.3 超声波局部放电检测谱图35-37
• 3.4 典型缺陷谱图分析37-39
• 3.5 本章小结39-40
• 第四章 多通道超声GIS故障检测系统的研制40-49
• 4.1 多通道超声GIS故障检测系统硬件平台搭建40-44
• 4.1.1 硬件平台构成40-41
• 4.1.2 就地数据采集单元41-43
• 4.1.3 数据传输43
• 4.1.4 安装、固定卡具设计43-44
• 4.2 多通道超声GIS故障检测系统软件平台部分44-48
• 4.2.1 上位机软件架构设计44-45
• 4.2.2 数据库关系45-46
• 4.2.3 软件功能46-47
• 4.2.4 特征值选取以及故障自动识别47-48
• 4.2.5 在线模式软件界面与测试数据48
• 4.3 本章小结48-49
• 第五章 基于多通道超声的GIS击穿定位方法与绝缘故障分析49-59
• 5.1 实验与检测49-53
• 5.1.1 多通道超声GIS击穿定位方法49-50
• 5.1.2 试验接线50-51
• 5.1.3 试验过程51-52
• 5.1.4 故障定位52-53
• 5.2 绝缘故障分析53-58
• 5.2.1 现场解体情况53-54
• 5.2.2 返厂试验情况54
• 5.2.3 杂质材质分析54-57
• 5.2.4 故障原因分析57-58
• 5.3 本章小结58-59
• 总结与展望59-60
• 致谢60-61
• 参考文献61-63

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本文编号：651736