高压电缆局部放电检测识别系统设计

摘要

局部放电（简称局放）的检测与识别能有效提升电力系统输配电的可靠性。带电检测法是高压电缆局放检测的有效方法之一，但现有局放信号的检测以及识别的方法还存在很大的不足。在高压电缆局放信号的检测方面，采集的局部放电信号中存在很多类型的干扰。其中有一些干扰信号与局放信号十分类似，很难从局放信号中剔除；在高压电缆局放信号识别方面，对于一些相似度很高的局放信号，识别难度较大。因此，本文着重从高压电缆局部放电信号的检测以及识别两个方面展开研究。主要的研究工作包含以下几个方面：
　　（1）对5种不同类型的3500组样本数据进行了统计学分析。探究随着测试电压的提升，峰值电压与放电量的变化情况以及不同种类信号的峰值电压以及放电量的分布情况。对5类局放信号的二维和三维相位图谱分布进行了分析。同时，对局放特征间的相关性进行了分析。
　　（2）从硬件和软件两个方面分别对高压电缆局放系统进行设计。在硬件方面，根据局放信号的特点选择了集成运放来放大信号，同时选择了带通滤波器来初步滤除干扰信号，选择示波器完成数据采集和显示。在软件层面，利用MFC编程技术，设计了检测识别系统界面。其中软件部分的功能包括局放数据采集、局放数据显示、局放数据管理、局放数据去噪以及局放数据的趋势分析等。
　　（3）研究基于提升树(Gradient Boosting Decision Tree，GBDT)的高压电缆局放信号模式识别。经过对学习速度、迭代次数、树的深度、最小叶子节点数、最大特征数量等参数进行调整，GBDT的识别精度达到了92.5％，而在同等条件下，采用SVM和KNN方法识别精度则分别为88.1%和83.7%。

目录

声明

1 绪论

1.1 选题背景及其意义

1.2 课题研究现状

1.3 本文的主要研究内容

2. 高压电缆局部放电检测识别系统方案设计

2.1 中高压电缆系统的特点

2.2 中高压电缆局部放电类型

2.3 局放信号的传感方式

2.4 高压电缆局部放电检测系统硬件设计

2.5 高压电缆局部放电识别方法

2.6 局放信号特征提取

2.7 高压电缆局部放电检测识别系统的方案

2.8 本章小结

3. 高压电缆人工缺陷局部放电数据统计分析

3.1 人工缺陷制作

3.2 局部放电数据获取

3.2 局部放电数据获取

3.3局部放电随测试电压的变化

3.4 局部放电相位图谱分析

3.5 局部放电特征分析

3.6 本章小结

4. 高压电缆局部放电检测识别系统实现

4.1系统的软硬件总体架构

4.2局部放电系统硬件实现

4.3局部放电系统软件实现

4.4局部放电系统软件测试

4.5本章小结

5. 基于GBDT的高压电缆局部放电模式识别

5.1 GBDT方法介绍

5.2 模式识别的流程

5.3 基于SVM的局部放电模式识别

5.4 基于KNN的局部放电模式识别

5.5 基于GBDT的局部放电模式识别

5.6 GBDT算法与SVM、KNN的对比

5.7本章小结

6 结论

6.1 全文总结

6.2 工作展望

致谢

参考文献

附录1 攻读硕士学位期间发表论文

附录2 攻读硕士学位期间参加科研情况