电力电缆局部放电检测与模式识别的研究资料下载.pdf
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高电压与绝缘技术指导教师:
杜伯学20070601中文摘要交联聚乙烯(XLPE)电力电缆从上世纪60年代初问世以来,经历了40多年的迅速发展,在中低压领域中逐步替代了油浸纸绝缘电缆,并已在超高压电压等级中获得越来越广泛的应用。
特别在城市中,由于电网结构的调整和城市规划的要求,电缆线路不断增加。
目前已有不少1lOkV电压等级的交联聚乙烯电力电缆线路投入运行,并且处于快速增长的趋势。
XLPE电力电缆在长期的运行中,伴随着各种缺陷的产生,导致绝缘性能下降,从而可能引起局部放电,引发各种事故。
XLPE电缆局部放电检测技术是诊断XLPE电缆故障的有效方法。
本文在总结前有的XLPE电力电缆绝缘故障检测方法的基础上,研究了利用Rogowski线圈原理制作电流传感器检测电力电缆局部放电的方法,以及基于人工神经网络的电力电缆局部放电信号的模式识别方法。
论文首先研究基于Rogowski线圈原理的电流传感器。
综合考虑了各个参数对罗式线圈的影响,设计出符合检测XLPE电缆的电流传感器。
接着设计XLPE电缆局部放电检测实验,同时制作了四种关于XLPE电缆绝缘缺陷的模型:
电树放电、悬浮放电、气泡放电和绝缘受潮放电。
对于电缆局部放电的消噪过程,本文提出了一种基于多传感器阈值法的局放信号自消噪方法。
运用三个不同传感器检测局部放电信号,随后求出放电的起始时间和终止时间这两个阈值,利用阈值构建出一个屏蔽滤波器对放电信号进行自消噪。
该方法可以对含有白噪声的放电信号有效的消噪,提高了信号的信噪比,并且操作简单,精确度高。
最后本文提出了在放电时域脉冲波形图中提取放电特征量的方法。
提取时域波形图中放电脉冲幅值附近的200个点作为该放电的特征量,以此来识别该种放电。
设计BP神经网络,将提取到的特征量用来对网络的训练和测试,测试结果表明了放电特征量的提取具有典型代表意义,并且也说明了BP网络可以正确的识别电缆局部放电模式。
关键词:
XLPE电缆局部放电Rogowski线圈消噪模式识别ABSTRACTTheCROSS-linkedpolyethylene(XLPE)powercablehasbeenemployedgreatlyformorethan40yearsIthassubstitutedfortheoiledpaperinsulatingpowercableinthefieldofthemiddleandlowvoltageandisbeingusedmoreandmorewidelyinthefieldofthehighandextrahighvoltageAtpresent,therearemanyXLPEcablelinesof110kVvoltageclassinserviceSomanykindsoffaultsappearwhichcallresultinpartialdischarge(PD)andsomeaccidentswhentheXLPEcablesareinservicePartialdischargedetectionofXLPEcablesisaneffectivemethodfordiagnosingfaultsofXLPEcablesBasedonsummarizingthepresenttechnologyonXLPEfaultsdetection,thispaperusesthetheoryofRogowskicoiltomakethecurrenttransduceranddetectthePDofXLPEcablesConsideringtheeffectsofalltheparametersofRogowskicoil,thecurrenttransducerisproducedfirstlyThentheexperimentoftheXLPEcablesPDdetectionandthefourdifferentcablefaultypatternsaredevelopedInthispaper,ade-noisemethodbasedonPDsignalsfromelectricalsensorsisintroducedThreekindsofsensorsareemployedtoobtainPDsignalsforthetimedomaincharacteristicsofXLPEcablespartialdischargepulsesThestartingtimeandendingtimeofdischargecallbeconfirmedbymultiplyingthesignalsfromthethreedifferentsensor8AshieldingfiltercouldbeconstructedthroughthetwothresholdsThentheoriginalPDsignalsareprocessedandde-noisedbytheshieldingfilterandimprovedthesignalto-noiseTheresultshowsthattheproposedmethodhassimpleconfigurationandpossesseswelldenoiseeffectandapplicationprospectFinally,thispaperpresentsamethodthatextractingthePDfeaturesfromthetimedomainoscillogramThebackpropagationneuralnetworkissetupandthentheextractedfeaturesareputintoitforrecognitionTheconsequenceindicatesthatthefeaturesextractedbythewaymentionedbeforeCantotallyrepresentthePDcharactersKEYWORDS:
XLPECable,PartialDischarge,RogowskiCoil,Denoise,PatternRocognition独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果,除了文中特别加以标注和致谢之处外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得丞鲞苤堂或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。
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功憎1年(月l日天津大学硕士学位论文第一章绪论11电力电缆的应用发展史第一章绪论建国以来,我国经济建设取得了长足进步,工农业生产从手工作业向机械化转变,人民生活水平提高,各种家用电器已经普及,使得整个国民生产对电力供给的需求扩大。
特别是近20年改革开放以来,国民生产连续翻番,电力工业更是取得了突飞猛进的发展,一方面,由过去的小电网、小机组向现在的大机组、大电网转变;
另一方面,输电线路也发生了很大改变,由过去的单回线、小容量线路向多回线、大容量线路转变。
虽然我国电力工业基础薄,但经过几十年的发展,在电网及输变电技术的某些方面已经达到国际先进水平。
至1J2000年,电力工业已实现装机2853亿kW,东北、华北、华东、华中等电网装机将超过4000万kW,据估计N20lO年,我国装机容量将达N5447,kW;
左右,到2015年达N67tLkW左右,至lJ20lO年,我国四大骨干电网的装机容量将达Nsooo万kWpA_l=。
由于架空配电线路与城市建设规划不协调,与城市美化、绿化的矛盾,与通信、广播线路及社会公共设施互相抢道、互相制约、交叉拥挤的结果,造
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