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基于频域求时间差算法的变电站局部放电定位研究

作　者: 幸琳
导　师: 孙才新
学　校: 重庆大学
专　业: 电气工程
关键词: 变电站局部放电定位 TDOA 傅里叶变换
分类号: TM507
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

变电站是电力系统中的重要部分,其可靠运行是电力系统安全经济运行的基本保障。局部放电(Partial Discharge,简称PD)是造成电气设备绝缘劣化的重要原因之一,也是反映设备绝缘状况的重要征象。对整个变电站内电气设备PD检测及定位的研究具有深远的理论价值而和实用意义。本文依据超高频(Ultra High Frequency,简称UHF)法的检测特点,结合无源定位理论、电气测量技术及电磁场分析软件,对变电站局放源定位技术展开研究和分析。本文通过建立合适的分析PD的变电站模型,基于时域有限差分法对电磁波在变电站中的传播特性做了仿真研究。仿真结果表明,工程应用中传感器阵列的安装高度以高于变电站内母线高度3m左右为宜;变电站内的电气设备对电磁波传播具有幅值衰减和时间延迟的影响,但是影响程度都较小,对局放源定位的影响有限;对发生在设备内部放电量较大的PD,电磁波可以透过设备箱体接缝处衍射出来传播到达接收装置,从而实现设备内部局放源的定位。提出基于多样本的频域求时差法,阐明该算法的原理,给出具体的计算公式和步骤,对仿真获得的变电站PD信号进行分析,再基于信号频域准确计算出多个传感器接收PD信号间的时间差,精度较高;频域求时差法具有很好的抗干扰性能,有效地解决了时域求时差法中因噪声较大导致的特征点被背景噪声淹没而无法定位问题。在220kV变电站现场搭建试验平台,根据变电站实际结构建立三维坐标系,对整个变电站中电气设备的PD进行在线监测,并且根据传感器阵列检测到的来自同一局放源的大量脉冲信号,进行“相关-移位-叠加”数学变换,得到具有统计意义的信号波形后,再对其进行加窗处理提取波头部分进行分析,能显著地提高不同通道信号间的相似度,进而提高时差测量的精度。将基于多样本的频域求时差法和具有全局搜索特性的遗传算法有机结合,可实现变电站中局放源的准确定位,定位误差在3米内,有效地提高了变电站的安全运行水平,对保障电力系统的可靠运行具有重要意义。

基于频域求时间差算法的变电站局部放电定位研究

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