基于多参数的CVT带电检测技术研究

发布时间：2017-10-16 20:10

  本文关键词：基于多参数的CVT带电检测技术研究

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【摘要】：电容式电压互感器(CVT)作为电力系统保护及信号测量的重要设备,其安全稳定运行与电力系统的安全和经济运行密切相关。针对CVT的状态检测,国内外专家已经做了较多研究:CVT停电检修虽然能起到故障预防的作用,但需要断电,影响电网运行;不断电的检测方法主要有带电检测和在线监测两类。现有的带电检测方法,如红外检测等,无法定量分析CVT的电容值、介质损耗等参量,在故障预测方面还存在不足。在线监测虽然能实时监测设备状态,但现阶段针对CVT的在线监测方法还较少,监测信号多为母线电压和泄漏电流,监测信号少且投资大,仅能用于整体电容值和介质损耗的检测,无法反映各分压电容及中间变压器等单元的运行状态。针对现有带电检测方法没有实现CVT元件参数的定量分析以及CVT在线监测检测信号少投资大的问题,本文提出多参数的CVT带电检测方法,能够在带电情况下有效检测CVT的运行状态,达到提前预防故障的目的。为了解决检测信号少,无法有效反映CVT运行状态的问题,本文通过查阅文献和调研,深入了解了CVT的物理结构,选取母线电压、CVT二次电压、流经中压电容电流以及电磁单元电流4路信号作为检测信号,并以此计算二次电压与母线电压比及相角差、中压电容电流与电磁单元电流比和总电容、高压电容、中压电容值的变化系数6个状态参数来反映CVT的运行状态。为了研究状态参数与CVT运行故障的关系,文中利用ATP/EMTP仿真软件,建立了220kV电压等级CVT等效仿真模型,模拟仿真了不同故障下6个状态参数的变化规律。为了验证等效仿真模型的正确性,通过在厂家人为设置CVT故障,测量4路信号的变化,计算状态参数变化,试验测量结果与仿真结果在误差允许范围内,验证了仿真模型的正确性和故障判断方法的可行性。此外,本文利用BP神经网络算法建立了由状态参数到故障类型的网络模型,实现对CVT状态的有效诊断。本文通过搭建硬件平台并利用VC++语言编程研制了CVT带电检测装置,实现了对上述4路信号的采集、存储和计算。为了消除4路信号因采样不同时造成的相角误差,装置利用一标准工频信号作为参考信号,每路信号采样装置在对CVT信号采样的同时对参考信号进行采样。通过计算各路参考信号的相位角之差得出采样时间差,极大抑制了因装置采样不同时造成的误差。为降低因采样长度和非整周期采样带来的频谱泄露及栅栏效应的影响,本文利用周期相移法计算所采信号的频率,并通过抽样内插公式分别对这4路信号进行恢复,进而实现了信号的整周期采样,利用谐波分析法重新计算基波幅值和相位角,极大抑制了频谱泄露及栅栏效应带来的误差。为了检验带电检测方法的可靠性及装置的实用性,本文使用研制的检测装置于赣州供电公司对4台正在运行的CVT设备进行带电检测试验,检测结果与公司近期检修记录基本一致,证明该检测方法与装置能够实现对CVT的带电检测。
【关键词】：CVT 带电检测 故障仿真 试验验证
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM451
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 1 绪论10-17
• 1.1 CVT带电检测研究意义10-11
• 1.2 国内外研究概况11-16
• 1.3 本文主要研究内容16-17
• 2 基于多参数的CVT带电检测理论17-29
• 2.1 CVT物理结构及信号的选取17-19
• 2.2 CVT状态参数意义及计算19-22
• 2.3 采样信号的处理22-27
• 2.4 多路信号采样同步性修正27-28
• 2.5 本章小结28-29
• 3 CVT故障与状态参数关系研究29-60
• 3.1 220 kV CVT仿真模型的建立29-31
• 3.2 CVT故障与参数关系仿真研究31-47
• 3.3 故障仿真验证试验47-51
• 3.4 基于BP算法的CVT故障识别方法51-59
• 3.5 本章小结59-60
• 4 CVT带电检测装置的研发60-73
• 4.1 硬件设计60-66
• 4.2 软件设计66-68
• 4.3 CVT带电检测装置使用方法68-69
• 4.4 220kV CVT带电检测试验69-72
• 4.5 本章小结72-73
• 5 总结及展望73-75
• 5.1 全文总结73-74
• 5.2 展望74-75
• 致谢75-76
• 参考文献76-81
• 附录一 攻读硕士学位期间发表的论文81-82
• 附录二 BP网络训练样本集82

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