基于特高频法的GIS局部放电典型缺陷类型放电特性的研究

摘要

气体绝缘组合电器（GasInsulatedSwitchgear，GIS）与传统的高压配电装置相比具有结构紧凑、占地面积小、运行可靠性高、检修周期长等突出优点，因此广泛应用于高压输电系统中。作为电力系统运行中的重要设备，一旦发生故障，将破坏电力系统正常运行，给国民经济生产和社会正常秩序造成不良影响。因此保证GIS运行可靠性至关重要。
　　 本文首先总结了GIS内会引起局部放电的若干种典型故障类型的特征并对其发生原因，影响等进行了简单的分析。在此基础上，比较了目前国内外用于监测GIS局部放电的若干种比较流行的监测方法，其中以特高频法最具发展前景。因此本文利用特高频法对GIS内引起局部放电的几种典型缺陷类型进行了研究。
　　 本文在分析特高频法监测GIS局部放电的原理的基础上研制了基于特高频法的GIS局部放电在线监测系统。介绍了该系统的硬件组成，包括特高频局部放电传感器、信号传输电缆、信号调理单元、数据采集卡、计算机及其相关的控制单元。并研发了该系统的软件部分。该软件利用LabVIEW语言编程，实现对GIS设备局部放电测量及分析等一系列功能。主要包括参数设置模块、数据处理与显示模块和数据存储与查询模块。把原始数据进行分析处理后，监测人员就能够更加直观地从监测结果中得到GIS设备的真实运行状况。
　　 本文根据实验需要搭建了用于测量GIS局部放电的实验平台。实验样本为一段真实的单相GIS母线段，模拟现场真实情况进行实验。然后根据GIS在现场容易发生的几种常见缺陷类型设计了四种典型缺陷模型。分别是高压母线尖刺缺陷模型、接地体尖刺缺陷模型、悬浮电位缺陷模型、绝缘子气泡缺陷模型。改变电压大小，改变气体压强等变量进行GIS局部放电实验。
　　 利用GIS局部放电在线监测系统得到四种典型缺陷的放电谱图，并根据放电谱图对四种典型缺陷的放电特性进行了分析，总结了四种缺陷的放电特征。本文又利用基于相位分析模式的统计参数法计算能够表征谱图特征的31个统计算子，得到四种典型缺陷的指纹图，从而能够定量的分析判断四种典型缺陷的放电类型。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 GIS局部放电检测技术的研究意义

1．2 GIS局部放电典型缺陷分析

1．3 GIS局部放电检测方法

1．4 国内外特高频法检测GIS局部放电及其模式识别的研究现状

1．4．1 特高频法监测系统研究现状

1．4．2 特高频法局部放电信号的分析模式

1．4．3 特高频法局部放电信号特征参数的提取

1．5 本文研究内容

第2章 GIS局部放电特高频在线监测系统的研制

2．1 特高频电磁波在GIS中同轴结构中传播的理论分析

2．1．1 同轴波导中TEM波传播特性

2．1．2 同轴波导中TE和TM波传播特性

2．2 特高频法在线监测系统硬件介绍

2．2．1 硬件系统总体介绍

2．2．2 特高频传感器

2．2．3 信号调理单元

2．2．4 数据采集单元

2．3 特高频法在线监测系统软件开发

2．3．1．LabVIEW简介

2．3．2．软件总体设计

2．3．3．参数设置模块

2．3．4．数据处理与显示模块

2．3．5．数据存储与查询模块

2．4 本章小结

第3章 实验平台的搭建

3．1 实验装置

3．2 典型缺陷实物模型的设置

3．2．1 高压母线尖刺缺陷模型

3．2．2 接地体尖剌缺陷模型

3．2．3 悬浮电位缺陷模型

3．2．4 绝缘子气泡缺陷模型

3．3 本章小结

第4章 典型缺陷放电特性的研究

4．1 实验结果与分析

4．1．1 高压母线尖剌缺陷模型

4．1．2 接地体尖剌缺陷模型

4．1．3 悬浮电位缺陷模型

4．1．4 绝缘子气泡缺陷模型

4．2 特高频信号的谱图特征

4．2．1 高压导体尖刺缺陷

4．2．2 接地体尖刺缺陷

4．2．3 悬浮电位缺陷

4．2．4 绝缘子气泡缺陷

4．3 本章小结

第5章 结论与展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间的研究成果