基于超声波的高压开关柜局部放电检测方法研究

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伴随着经济地不断快速发展,高压开关柜作为关联配电网的重要设备也发挥着不可或缺的功能。因为受外部各种原因干扰,高压开关柜装置内部往往会有局部放电现象产生,干扰配电网电力系统装置的安全工作,危及电力系统的安全性。因此,本文基于国网辽宁供电公司科技项目—基于超声波技术的高压开关柜局部放电在线监测系统研究项目,研究基于超声波的高压开关柜局部放电检测方法,以创新故障检测方法,有效保障电力系统安全稳定运行。为实现局部放电故障定位,提出一种基于TAC(Transducer Array Calculation)算法及混合定位算法的三维定位模型。引入GDOP作为评价指标确定四个传感器基站的摆设位置,在采集到超声波4个轨道信号后,应用超声波TOF(Time of Flight)算法和TDOA(Time Difference Of Arrival)混合定位模型,计算出四个基站接收超声波信号的时间差从而得出超声波声源坐标数据,并与实际声源坐标对比确定设计算法的准确性。之后基于TAC算法建立故障点超声波可视化模型,以超声波传感器矩阵元件尺寸及间距、阻抗激励信号、脉冲激励信号为输入参数,混入接收到的超声波噪音信号,通过模拟真实超声波传感器矩阵接收超声波模式基于瑞利衰减信道完成多通道拟合,得到真实采集到的超声波声源3D方向图及近声场超声波图像。完成高压开关柜局部放电故障定位后,提出一种基于超声波的高压开关柜局部放电故障类型诊断方法。提取超声波时域频域的8种特征值,对采集到的超声波特征值数据进行数据筛选,去除其中影响高压开关柜局部放电故障类型诊断的异常数据值,将筛选后的超声波特征值数据与相对应的高压开关柜局部放电故障类型匹配,将其分为训练集和测试集,建立基于BP神经网络的局部放电故障类型诊断方法,该方法充分考虑局部放电故障产生的超声波特征值,判断局部放电故障类型,实现基于超声波的高压开关柜局部放电故障类型诊断,可作为高压开关柜局部放电故障类型诊断的理论依据。
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