超高频在线监测技术在GIS局部放电检测中的应用

鉴于超高频(UHF)法用于局部放电检测日渐增多,结合UHF用于广东电网变电站GIS局部放电检测案例,分析了UHF在线监测技术的优越性,并对PDM UHF局部放电在线监测系统的应用效果进行了试验研究。试验和实践表明,UHF在线监测技术能够提高变电站GIS局部放电的监测效果,具有很好的应用前景。提高监测灵敏度的关键在于选择合适的传感器安装位置。此外,对于全封闭的GIS设备UHF法宜结合超声波定位技术一起使用。     

检测GIS局部放电的超高频微带贴片天线设计

设计了一种可提取局部放电超高频信号的微带天线,测试了天线的频率响应,并搭建了一套基于脉冲电流法和超高频法的局部放电检测系统,提取了SF6气体在针板间隙和绝缘介质内部空穴中的放电信号,比较分析了微带天线与高频罗戈夫式线圈的检测性能。结果表明：这种新型超高频天线能够有效提取局部放电信号,并且小型轻便,现场安装无需改变电气回路,抗干扰能力优于高频罗氏线圈,且能为放电类型的识别和干扰信号的排除提供参考,适于变电站GIS类设备的局部放电在线监测。     

基于虚拟仪器的GIS局部放电声电联合检测系统

笔者设计了一套基于虚拟仪器的GIS局部放电声电联合检测系统,通过不同速率的数据采集模块对GIS局部放电过程中所产生的超高频、高频电流以及超声波信号进行多通道同步联合检测。系统基于LabVIEW虚拟仪器平台开发,可连续捕捉与采集存储局部放电脉冲波形信号、实时计算放电脉冲相位。利用采集的局放信号进行时频分析和模糊聚类实现了多源局放的有效分离和类型判断,同时基于多路局部放电超高频信号与超声波信号本身或两者之间的时差可实现局部放电源的定位。该系统已在多个220 kV及500 kV GIS变电站的局部放电现场检测中得以应用,检测结果验证了系统的性能。     

GIS电缆终端局部放电检测的应用

GIS组合电器的日常局部放电现场巡检以超高频法和超声波法为主,而随着GIS电缆终端的应用,利用脉冲电流法对电缆终端局部放电巡检的方式可有效发现GIS故障,在手段上对GIS巡检是一个良好的补充。针对天津电网220 kV某变电站带电检测发现的某线GIS电缆终端局部放电异常信号,给出了异常设备概况和局部放电发展过程。利用超高频、超声法和SF6气体分解产物进行了复测,并用超声波法对放电源位置进行了定位,确定GIS侧断路器位置存在局部放电。对GIS解体情况进行了分析,证明了通过GIS电缆终端的局放检测发现GIS缺陷的有效性。     

基于超高频法的典型GIS局部放电检测

GIS局部放电检测是GIS绝缘状态监测的一种科学有效的方法。笔者构建了GIS实验模型以及基于超高频法的局部放电在线检测系统,对GIS中典型的几种局部放电特征进行了研究,采用基于相位的分析模式详细分析了不同放电类型在不同电压条件下的放电特征,并结合常规局部放电测试仪,对UHF信号的放电量进行估计,为进一步进行放电类型的智能模式识别及研究超高频信号与放电量关系提供了试验依据,以提高UHF局部放电检测的工程实用性。     

超高频局放检测技术在GIS状态检修中的应用

随着状态检修的开展,局部放电检测技术在GIS状态检修中起到越来越重要的作用。指出设备制造及安装工艺控制不良,会造成GIS设备内部局部放电的产生,长期运行会破坏设备的绝缘性能,引发设备故障。阐述了超高频局放检测技术以其灵敏度高、抗干扰能力强等优点,在GIS带电局放检测中得到广泛的应用。介绍了GIS中典型的局放类型、超高频法的原理及应用方法,并通过实例说明该方法在GIS状态检修中的有效性。     

直流下GIS局部放电的现场检测应用研究简

GIS设备绝缘检测中多采用交流电压进行施压,对交流电压的等级要求较高,超声波法和超高频法是GIS设备现场局部放电的主要检测方法,文中在某水电厂252kV GIS设备现场局部放电试验中采用了超声波法和超高频法两种方法在施加直流电压下进行了检测,验证了直流电压下对GIS局放检测的有效性.     

基于超高频窄带法的GIS局部放电的研究

为了提高GIS运行的可靠性,笔者简要说明了超高频法检测GIS局部放电的原理,并在实验室以一段220 kV电压等级的GIS母线为试验对象,设计和模拟了GIS中典型的4种局部放电模型,并使用自主研发的超高频窄带检测系统对其局部放电信号进行检测。试验结果表明,该超高频窄带系统能有效测量GIS局部放电信号,同时获得了不同类型缺陷所产生的超高频信号及其对应的特征,为今后GIS局部放电模式识别提供了数值依据。     

三相共箱式GIS局部放电超高频信号特征的研究

GIS在制造和装配过程中难免会留下一些潜伏缺陷,导致在运行中引起GIS内部局部放电。研制了一种超高频宽带振子天线——套筒天线传感器,并对其性能进行了仿真计算,结果表明可以用作局部放电检测的超高频传感器。为研究三相共箱式GIS中存在缺陷引起的局部放电超高频信号的特征,建立了6种典型缺陷模型来模拟局部放电故障,采用自建的局放检测系统测量得到了各种缺陷下GIS局部放电的宽频带特征,为三相共箱式GIS局部放电缺陷的监测和诊断奠定了良好的基础。     

变压器局部放电超高频信号外传播特性的试验研究

介绍了目前内置超高频传感器在电力变压器局部放电监测中的应用情况,分析了利用外部传感器检测局部放电产生的超高频信号的可行性,设计了一套基于超高频法的电力变压器局放测量系统。实验结果表明,超高频电磁波可以透过变压器夹缝衍射出来,为变压器局部放电检测提供了一种新途径。     

预防气体绝缘开关装置故障的超高频局部放电在线实时监控系统

超高频局部放电在线实时监控系统可预防气体绝缘金属封闭开关设备(gas insulated switchgear，GIS)发生灾难性故障。介绍了超高频局部放电实时监视系统的基本结构、局部放电试验情况，并给出了该系统在韩国应用的2个实例，该系统的数据库储存了实验室条件下的各种超高频局部放电数据和现场实际运行中的局部放电信号，安装该监控系统后，非专业人员也可判断GIS的状态。     

Dielectric windows for UHF partial discharge detection

Increasing the permittivity of the propagation medium inside a hollow tube lowers its cut-off frequency, allowing it to transmit a wider range of signal frequencies. This principle is applied to the design of dielectric windows that can be used to facilitate partial discharge (PD) detection at ultra high frequency (UHF) in a HV metalclad plant such as gas-insulated substation (GIS), power transformers and circuit breakers. External UHF couplers mounted on such windows can be removed or replaced without compromising the integrity of the insulation system. By increasing the signal power level incident on a window-mounted external UHF coupler, higher sensitivity to PD can be achieved. The problem is analyzed using waveguide theory and, using GIS as an example, improvements of ≈6 dB are demonstrated by means of coupler sensitivity measurements and experiments using PD sources     

GIS局部放电故障诊断试验研究

建立了模型GIS中局部放电在线检测的测量系统,采用特高频(UHF)电磁波测量、常规局部放电测试以及相位分析等方法,对GIS中典型的几种局部放电特征进行了研究,以求识别放电类型.通过常规局部放电测试与UHF特高频局部放电测量结果对比,可估计UHF信号的放电量,提高UHF特高频局部放电测试在工程中的实用性.     

真型多状态GIS局部放电UHF信号源研究*

针对电网公司广泛装配的特高频(UHF)局部放电检测系统无法进行有效性校验问题,以GIS典型缺陷类型下的UHF信号谱图为基础,对不同缺陷类型下不同放电强度的UHF谱图信号分别进行特征提取和优化,并根据该特征对UHF谱图信号进行0~50 V范围内的编码优化,据此设计出了能够模拟多种典型绝缘缺陷下不同放电程度的真型多状态GIS局部放电信号源,并进行了实验测试,测试效果良好。     

Pattern analysis of partial discharges in SF6 GIS

The measurement of partial discharge(PD) of several faults in gas-insulated system (GIS) is discussed. Phase-resolved PD patterns have been measured using three different PD detection measuring systems: according to the IEC 270 recommendations, a VHF/UHF measuring system with narrow band filtering, and the UHF measuring system with wide band filtering. PD patterns are compared using computer-based discrimination tools. The influence of the selected center frequency on the PD patterns is discussed for the narrow band VHF/UHF measuring system. The influence of the number and type of GIS components between the discharging defect and the capacitive coupler on the shape of the PD patterns is analyzed. For several GIS components the signal reduction is studied. It was found that the shape of PD patterns is independent on the used PD detection circuit and the propagation path of the PD signals. As a result, discrimination and classification of PD distributions of several studied defects are possible using digital tools     

在线特高频技术在1000kV HGIS局放监测中的应用

1000kV交流特高压HGIS设备对气室内部局放要求较高,特高频局放在线监测可以实时对内部局放情况进行监控,其中通过监测图谱分析故障类型及危急程度是现场工作的焦点.提出了通过三种不同图谱综合对局放情况进行分析的方法.结论是:在局放单周期频谱中局放的分布、相位、幅值决定了局放类型、波点数据(POW)图中放电幅值越高、放电...     

非接触式局部放电检测天线的设计和优化研究

为实现基于超高频（UHF）法非接触式检测一定范围内电气设备局部放电（PD）,需要研制合适的天线作为超高频（UHF）传感器。锥形天线具有宽频带、高增益和水平面（H面）全向性的特点,文章选取该型天线进行分析,研究其尺寸参数对天线性能的影响,得出该天线的设计规律。通过天线性能分析再结合PD检测的要求,最终选择锥高30cm、锥角45°的锥形天线作为非接触式PD检测的UHF传感器。经测试该天线频带为200MHz~2GHz以上,在200MHz~2GHz频带内平均增益达4.5dB以上,在对较远距离外模拟放电信号的接收试验中表现出良好的UHF信号接收能力,完全达到设计要求。基于该天线可以开发出固定式或车载式PD监测系统,该系统可以监测整个变电站设备PD情况并且其工作时不与设备发生接触。     

GIS中电磁波传播特性的仿真研究

为研究UHF信号在GIS中的传播特性,采用时域有限差分法进行了仿真建模和计算。GIS内部的局部放电会在腔体中激励超高频(UHF)电磁波信号,UHF法是通过对局部放电时产生的超高频电磁波信号进行检测,获得局部放电信号的有关信息以实现对设备的绝缘状态诊断和评估。UHF法抗干扰能力较强、灵敏度高。仿真结果表明,UHF信号在GIS内传播时呈现明显的时延特性,有利于局放源的定位;UHF信号的强弱和检测点与局放源的夹角Φ有关,Φ=0°和180°时信号的能量最大;局放脉冲越陡,在GIS腔体中激励的高次模波分量越大。     

大型变压器UHF局放在线监测装置的检测与现场试验

介绍了大型变压器在线监测用传感器的实验室检验测试方法,以上海220 kV泸定智能变电站1号主变为例,详细描述了UHF局放传感器的布置方式、现场安装、现场局部放电试验及数据分析,并给出了相应的运维建议。