GIS混频周期性窄带干扰的抑制及局放源定位研究

摘要

气体绝缘组合电器（Gas Insulated Switchgear，简称GIS）内部发生局部放电（Partial Discharge，简称PD）是引发GIS故障的重要因素之一，必须要对GIS中PD情况进行监测。实现实时在线监测的关键在于如何从强烈的电磁干扰中准确获取PD信号。只有准确的获取PD信号，才能进行PD放电源定位、放电量标定与安全评估等后续研究。
　　 在目前的PD信号检测中，当多个频率的周期性窄带干扰同时出现时(即混频周期性窄带干扰)，尚无合适的抑制混频周期性窄带干扰的技术和手段。为抑制局部放电在线监测中的混频周期性窄带干扰，本文深入分析了PD信号与混频周期性窄带干扰的小波功率谱特点。在基础上，发现多频混合周期性窄带干扰会在小波功率谱的不同位置产生幅值很大的干扰功率峰。为此，提出一种基于小波功率谱抑制混频周期性窄带干扰的方法，阐述利用小波功率谱抑制混频周期性窄带干扰的基本原理和步骤。
　　 同时本文对经典的阈值法作了改进，采用K-均值阈值算法来改进阈值法对窄带干扰频率的自适应性。文章详细阐明了K-均值阈值算法的原理与实现步骤，给出了与小波功率谱相适应的阈值选取公式，并从理论角度说明了k-均值阈值法相对于经典阈值法的优越性。仿真研究和对实测信号的去噪结果表明，该方法具有较好的自适应性，对混频周期性窄带干扰具有较强的抑制能力。
　　 在去除干扰得到真实的PD信号后，就可根据PD信号对GIS局放源进行定位。而要实现精确定位，必须对GIS中电磁波的传播特性做深入研究。本文对GIS中PD源和传感器之间的距离与PD信号的时延特性、波形之间的关系作了一定深度的仿真和实验研究。研究结果表面，GIS中电磁波的折反射现象比较突出，当传感器与局放源的距离不同时，不仅延时上有差异而且PD信号的形状也会有一定程度的差异。
　　 基于以上对GIS中电磁波传播特性的研究，本文对GIS局放源的时间差定位法做了一定的改进，提出了一种适用于GIS局放源定位的功率曲线峰值多次比较定位法，取得了较高的定位精度和较好的抗干扰能力。
　　 本文系统的探讨了传感器类型和安装方式对定位精度的影响。发现使用内置环传感器较为适合GIS局放源的定位且长径比越大，定位误差越小。

目录

文摘

英文文摘

1 绪论

2 小波功率谱的构造及染噪信号的分析

3 混频窄带干扰的去除

4 GIS局放定位的电磁波传播特性的仿真分析

5 基于功率曲线峰值多次比较的GIS局放定位

6 结论与展望

致 谢

参考文献

附 录