組合電器局部放電超高頻信號(hào)數(shù)學(xué)模型構(gòu)建和模式識(shí)別研究.pdf

1、氣體絕緣組合電器(GasInsulatedSubstation,簡(jiǎn)稱GIS)具有占地面積小、運(yùn)行安全可靠、維護(hù)工作量少、檢修周期長(zhǎng)等一系列優(yōu)點(diǎn),在電力系統(tǒng)得到了廣泛的應(yīng)用。然而,GIS內(nèi)部不可避免的絕緣缺陷會(huì)逐步擴(kuò)展并導(dǎo)致故障發(fā)生,最常見的電氣故障特征是在絕緣完全擊穿或閃絡(luò)前發(fā)生局部放電(PartialDischarge,簡(jiǎn)稱PD)。
　　研究表明,采用超高頻(Ultra-highfrequency,簡(jiǎn)稱UHF)法對(duì)GISPD信號(hào)

2、檢測(cè),可以避開常規(guī)電氣測(cè)試方法中難以避開的電暈放電等干擾,從而有效發(fā)現(xiàn)GIS內(nèi)部存在的絕緣缺陷。GIS中常見的絕緣缺陷有金屬突出物缺陷、自由金屬微粒缺陷、絕緣子金屬污染物缺陷、氣隙缺陷等。
　　因此,針對(duì)GIS內(nèi)不同絕緣缺陷的PD所激發(fā)的超高頻電磁波,深入研究GIS內(nèi)UHFPD信號(hào)特征,分別建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型并進(jìn)行模式識(shí)別的研究,對(duì)于認(rèn)識(shí)GIS中放電信號(hào)的傳輸特性、指導(dǎo)GIS放電檢測(cè)、掌握GIS的絕緣狀況和缺陷類型,以及指導(dǎo)GIS

3、的檢修工作和保證GIS的安全可靠運(yùn)行有著十分重要的意義。為此,本文在分析國(guó)內(nèi)外GIS局部放電檢測(cè)、數(shù)學(xué)模型構(gòu)建和模式識(shí)別研究狀況的基礎(chǔ)上,深入研究了不同絕緣缺陷UHFPD信號(hào)波形特征,首次構(gòu)建了GIS內(nèi)UHFPD信號(hào)數(shù)學(xué)模型,并提出了一種適合UHFPD信號(hào)模式識(shí)別的新方法。
　　其主要工作有:①采用UHF法對(duì)GIS模擬裝置內(nèi)所設(shè)計(jì)的4種絕緣缺陷物理模型進(jìn)行了大量的PD試驗(yàn),獲取了4種典型GIS缺陷的物理模型分別在不同尺寸規(guī)格下、置

4、于不同位置處、在不同電壓等級(jí)下的UHFPD信號(hào)波形,對(duì)GIS內(nèi)不同絕緣缺陷UHFPD信號(hào)特征做了深入研究和系統(tǒng)分析;②針對(duì)GIS內(nèi)4種典型絕緣缺陷UHFPD信號(hào)特征,構(gòu)建了GIS的UHFPD信號(hào)數(shù)學(xué)模型,給出了數(shù)學(xué)模型的參數(shù)值,并從擬合誤差、能量分布和時(shí)頻聯(lián)合分析的角度證明了數(shù)學(xué)模型構(gòu)建的正確性,最后將構(gòu)建的數(shù)學(xué)模型應(yīng)用于PD信號(hào)復(fù)小波去噪的理論仿真研究;③根據(jù)二元樹復(fù)小波變換優(yōu)良平移時(shí)不變特性的特點(diǎn),提出了一種基于二元樹復(fù)小波變換的時(shí)

5、頻特征空間構(gòu)造方法,通過伸縮和平移等運(yùn)算功能對(duì)UHFPD信號(hào)進(jìn)行多尺度細(xì)化分析,綜合選用了UHFPD信號(hào)在各頻帶投影序列的能量、在各個(gè)尺度下的極大值和統(tǒng)計(jì)參量,完備地描述了UHFPD信號(hào)的特性,構(gòu)造了完整的UHFPD信號(hào)特征空間,并根據(jù)已建立的GIS內(nèi)4種典型缺陷UHFPD數(shù)學(xué)模型,對(duì)特征子集進(jìn)行驗(yàn)證,進(jìn)一步證明了所構(gòu)造特征空間的正確性;④深入研究流形學(xué)習(xí)中的LLE算法、ISOMAP算法、LaplacianEigenmap算法、KPCA