絕緣子泄漏電流特征量及其運(yùn)行狀態(tài)評(píng)估方法與模型研究.pdf

1、輸電線路絕緣子積污與覆冰嚴(yán)重危害電網(wǎng)安全運(yùn)行，迫切需要在污閃及冰閃發(fā)生之前預(yù)知絕緣子運(yùn)行狀態(tài)及其安全裕度。雖然國(guó)內(nèi)外對(duì)絕緣子污閃、冰閃以及絕緣子運(yùn)行狀態(tài)評(píng)估進(jìn)行了大量的研究，但目前尚未提出統(tǒng)一的能夠確切評(píng)估污穢和覆冰絕緣子運(yùn)行狀態(tài)的特征量，各種特征量的效果以及彼此間的差別有待進(jìn)一步研究。研究表明：泄漏電流變化規(guī)律及其特征可表征絕緣子污閃、冰閃的本質(zhì)，而且是可進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測(cè)的特征參量。本文針對(duì)不同材質(zhì)絕緣子的特點(diǎn)，系統(tǒng)地研究其泄漏電流特性，

2、提取能夠反映絕緣子運(yùn)行狀態(tài)的敏感特征量，建立泄漏電流特征量與絕緣子運(yùn)行狀態(tài)的關(guān)系，并以此為基礎(chǔ)研究了評(píng)估絕緣子運(yùn)行狀態(tài)的方法和模型，其結(jié)果有助于指導(dǎo)生產(chǎn)實(shí)際運(yùn)行，對(duì)預(yù)防絕緣子閃絡(luò)和保障電網(wǎng)的安全運(yùn)行具有重要的現(xiàn)實(shí)意義和工程應(yīng)用價(jià)值。
　　對(duì)于親水性材質(zhì)的玻璃絕緣子，污穢度是影響其表面泄漏電流及絕緣性能的的主要因素；對(duì)于憎水性材質(zhì)的復(fù)合絕緣子，污穢度及憎水性水平是影響其表面泄漏電流及絕緣性能的的主要因素；對(duì)于覆冰絕緣子，覆冰量與覆冰

3、水電導(dǎo)率是影響其表面泄漏電流及絕緣性能的的主要因素。本文針對(duì)不同材質(zhì)絕緣子的特點(diǎn)，在人工試驗(yàn)室分別模擬了運(yùn)行電壓下各種影響因素對(duì)絕緣子泄漏電流的影響，提出了相應(yīng)的絕緣子運(yùn)行狀態(tài)的敏感特征量，建立了絕緣子運(yùn)行狀態(tài)評(píng)估方法與模型。此外，本文還研究了泄漏電流去噪方法。論文取得的主要成果如下：
　　輸電線路中的絕緣子處于強(qiáng)磁場(chǎng)、強(qiáng)電場(chǎng)以及惡劣的自然環(huán)境中，測(cè)量其表面流過(guò)的泄漏電流時(shí)有著嚴(yán)重的干擾噪聲。因此，本文采用總體經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解(EEM

4、D)和小波閥值去噪相結(jié)合的方法對(duì)泄漏電流進(jìn)行去噪處理。對(duì)泄漏電流信號(hào)首先進(jìn)行EEMD分解，然后高頻IMF分量按照小波閥值去噪方法進(jìn)行去噪，再進(jìn)行重構(gòu)，并且以泄漏電流的特征量（有效值、三次諧波與基次諧波之比、波形）對(duì)去噪效果進(jìn)行分析，綜合比較得到采用EEMD與啟發(fā)式閾值小波去噪相結(jié)合的方法進(jìn)行去噪效果最佳。
　　針對(duì)親水性材質(zhì)的玻璃絕緣子，在人工污穢試驗(yàn)室模擬運(yùn)行電壓下污穢度與相對(duì)濕度對(duì)泄漏電流的影響，從不同角度提取了能夠反映絕緣子

5、表面污穢度及相對(duì)濕度的泄漏電流特征量：泄漏電流脈沖幅值熵(S)、脈沖幅值(Ih)、能量比(K)及能量(E)，并且得到了它們之間的變化規(guī)律?；谛孤╇娏魈卣髁颗c污穢度及相對(duì)濕度的關(guān)系，提出了閃絡(luò)電壓評(píng)估LS-SVM模型和GRNN模型，它們的評(píng)估結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果的相對(duì)誤差分別小于4.40％和7.33%；提出了污穢度評(píng)估LS-SVM模型和GRNN模型，其評(píng)估結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果的相對(duì)誤差分別小于8.75%和8.89%，絕對(duì)誤差分別小于0.019 mg

6、/cm2和0.025mg/cm2。由此可知，本文提出的玻璃絕緣子閃絡(luò)電壓與污穢度評(píng)估模型的評(píng)估結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果基本一致，能夠有效地對(duì)玻璃絕緣子的閃絡(luò)電壓和污穢度進(jìn)行評(píng)估。
　　針對(duì)憎水性材質(zhì)的復(fù)合絕緣子，在人工污穢試驗(yàn)室模擬污穢度與憎水性水平對(duì)復(fù)合絕緣子閃絡(luò)電壓及泄漏電流的影響，得到了閃絡(luò)電壓與污穢度及憎水性水平之間的關(guān)系；從不同角度提取了能夠反映絕緣子表面污穢度及憎水性水平的四個(gè)泄漏電流特征量：泄漏電流脈沖幅值熵(S)、脈沖幅值(

7、Ih)、能量比(K)及能量(E)，并且得到了它們之間的變化規(guī)律?；谛孤╇娏魈卣髁颗c污穢度及憎水性水平的關(guān)系，提出了復(fù)合絕緣子閃絡(luò)電壓評(píng)估LS-SVM模型與GRNN模型，其評(píng)估結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果的相對(duì)誤差分別小于7.0%和7.3%。由此可知，本文提出的復(fù)合絕緣子閃絡(luò)電壓評(píng)估模型的評(píng)估結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果基本一致，能夠有效地對(duì)復(fù)合絕緣子閃絡(luò)電壓進(jìn)行評(píng)估。
　　對(duì)于覆冰絕緣子，本文在人工氣候室試驗(yàn)，模擬運(yùn)行電壓下覆冰量和覆冰水電導(dǎo)率對(duì)覆冰絕緣子