基于相平面和遗传BP神经网络的配电网线路绝缘预警

在配电网中大部分的接地故障是由绝缘劣化引起的,对暂时性单相接地故障数据进行处理和分类,有助于提高配电网故障状况和线路绝缘的诊断能力,为此提出了配电网线路绝缘预警。采用了相平面轨迹法对暂时性接地故障数据进行分析处理,对相平面进行分区并提取波形轨迹在各区域所占百分比的特征量。结合故障的其他特征量,利用神经网络在预测方面的优越性,对线路设备距离绝缘完全损坏的天数进行预测。通过实例验证,表明了相平面和遗传BP神经网络的可行性。这种方法可以有效判断绝缘的劣化程度并及时预警、保障供电的连续性和可靠性。     

基于暂态信号的中压配电网绝缘监测技术

介绍了利用中压配电网绝缘劣化过程中的瞬时性绝缘参数来评估线路绝缘状态的监测模式。建立了基于暂态信号的中压配电网绝缘监测模型,提出了线路绝缘劣化值的计算过程以及利用绝缘劣化指数监视线路绝缘状态的新方法。以福建省泉州电业局的实际故障数据为例对绝缘监测模型进行了验算,验算结果表明,该模型能够实时、有效地监测中压配电网的总体绝缘状态,并能在线路绝缘劣化到较严重的程度时发出警示信号。     

基于小波特征量的瞬时性绝缘故障选线技术

介绍了利用瞬时性绝缘接地故障的选线来监测中压配电网绝缘状态的新思路。通过对瞬时绝缘接地故障的相位和频率进行分析,提出了基于小波包分解的小波特征频段选取方法,阐述了利用小波特征频段信号的暂态无功功率选线判据。最后搭建了瞬时性绝缘接地故障的仿真模型,仿真结果表明,该方法能够有效、可靠地选择出瞬时性绝缘故障线路。     

基于瞬时故障暂态量的配电网故障预警模型

配电网绝缘老化是一个逐渐演变的过程,配电网在发生永久故障前,时常产生大量的瞬时故障,而瞬时故障的发生又伴随着暂态量的出现。在故障发生前对故障进行预警对配电网的供电可靠性至关重要,据此提出一种配电网故障预警模型。该模型通过对母线零序电压的实时监测,在电压超过门槛值时,通过选线系统采用小波包算法进行相位分析选出绝缘老化馈线后,将数据送入预警系统进行分析计算,在馈线老化值超过预警值时发出告警信号,提示运行人员进行巡线检修。对实际工程数据进行验算表明,该模型能实时、有效地监测配电网馈线绝缘状态,达到预警的目的。     

基于小波神经网络的新型配电网单相短路选线算法试验研究

含分布式电源的配电网发生单相短路故障时,各相短路电流的分布情况随之变化。通过对新型配电网的零序电流分布进行分析,提出用小波函数Db4对暂态零序电流进行4尺度分解,提取模极大值作为神经网络的输入,对BP神经网络进行训练,根据训练结果判断故障线路。Matlab/Simulink仿真实验表明,基于小波包变换和BP神经网络的选线算法具有良好的实用性与可靠性,且不受中性点接地方式、故障时刻以及接地电阻的影响。     

基于BP神经网络的输电线路雷击故障预测

雷击故障是输电线路故障的主要原因,需要对输电线路雷击故障进行预警以减少其造成的损失。传统雷区预报方法在预报准确性与雷区识别精度之间存在矛盾,难以进一步提高雷击故障预测的准确性。考虑到电力系统运行中积累了大量雷电和雷击故障的历史数据,本文建立了基于BP神经网络的输电线路雷击故障预测方法。首先在历史雷击故障统计分析的基础上,筛选出输入特征;然后分别应用粒子群算法和LM算法确定网络初始权值并进行网络训练;最后基于实际雷电数据和电网雷击故障数据对本文模型进行验证,仿真结果表明,本文方法能够预测80%的雷击故障,可为实际电网的雷击故障防御提供参考。#$NL关键词：雷击; 输电线路故障; 故障预警; BP神经网络#$NL中图分类号：请作者自查     

计及拓扑变换的主动配电网故障风险智能预警

当突发自然灾害后,主动配电网可利用联络支路转供和灵活供电的分布式电源(DG)恢复重要负荷的供电,从而有效降低故障风险。文中提出了一种基于数据驱动的多维度主动配电网故障风险等级智能预警方法。首先,采用基于卡方检验和Pearson相关系数特征选择方法从多个维度进行故障关联强弱性分析,筛选得到最优故障特征集;然后,建立考虑DG并网的配电网故障重构优化模型,计及配电线路重要程度,为配电网故障风险等级划分提供了重要依据;在此基础上,建立基于极限梯度提升(XGBoost)算法的配电网线路故障风险等级预警模型;最后,以IEEE RBTS Bus6配电网系统进行算例分析。文中所提方法的预测准确率比反向传播(BP)神经网络算法高3.17%,泛化能力更强,可为配电网故障风险防控提供重要依据,从而有效降低故障损失。     

中性点间接接地电网的故障线路选定研究

中性点间接接地方式普遍应用于我国配电网系统中,该方式线路当发生单相接地短路时,线路断路器不会立即跳闸,电网运行可靠性得到提高,但故障如果长期存在,将严重劣化线路的绝缘性能。在理论分析的基础上,研究了中性点间接接地电网在一相短路故障时,产生的零序高频电流,通过电磁暂态仿真软件搭建模型进行了仿真观察。研究得出:中性点间接接地电网发生线路一相短路故障时,故障线路的零序高频电流的起始半波幅值远高于正常运行线路,并且二者相位相反。最后提出一种故障信号处理方法,提高了故障线路选定的准确性。     

XLPE电缆绝缘仿真判据探讨

为获得交联聚乙烯绝缘电缆(简称XLPE电缆)绝缘击穿的判据,对10kV XLPE电缆单相和三相接地不平衡电流建立绝缘仿真模型,用Matlab软件对单相、三相的整体、局部绝缘故障进行仿真计算,得出接地不平衡电流i与绝缘层电阻、电容、介质损耗因数之间的关系。仿真结果:绝缘层电容、介质损耗因数的变化对i的影响较明显;三相整体老化时i的变化极小,三相局部绝缘故障时i的变化较明显;单相局部绝缘故障的i值随故障严重程度变化,三相局部绝缘故障时电缆首尾两端接地不平衡电流之比随故障点位置变化。对仿真结果进行分析并得出结论:通过监测接地不平衡电流可以判断电缆绝缘状况和确定故障点位置,绝缘判据与电缆长度、电压、负载和电缆劣化前参数有关。     

基于改进模糊神经网络的配电网故障选线研究

在配电网中广泛采用小电流接地方式,传统的单一单相接地故障选线方法适用范围有限.针对单一故障选线方法的不足,提出利用模糊神经网络对多种选线方法进行融合.采用基于小波包从零序电流中提取暂态能量分量和暂态方向分量,和基于FFT从零序电流中提取稳态基波分量和五次谐波分量作为故障选线的特征分量.设计模糊神经网络的结构并进行改进,采用BP学习算法.在Matlab7.1环境下搭建10 kV配电网模型,分别仿真不同的故障位置、故障合闸角、故障接地类型和故障线路的故障以验证理论的有效性.     

糠醛浓度判断变压器绝缘纸寿命的综述

变压器油中糠醛浓度 ρ(C5H4 O2 )是绝缘纸老化程度的重要指标。实验证实了绝缘纸的拉伸强度与聚合度(DP)呈线性关系 ,ρ(C5H4 O2 )对数值与DP呈负线性关系 ,可使用高性能的液相色谱分析仪测 ρ(C5H4 O2 ) ,以判断绝缘纸的老化程度。水会加快绝缘纸中纤维链的断裂速度 ,而水又是绝缘纸老化过程中的生成物之一 ,故形成了绝缘纸老化的自催化 (正反馈 )过程 ,变压器各部分的温差使老化过程更加复杂。短期内 (几个月 ) ρ(C5H4 O2 )的显著变化表明变压器内部存在隐患并引发故障的概率相当大 ,故定期检测变压器中 ρ(C5H4 O2 )十分必要。     

The ac superposition method,a new hot‐line diagnostic method for 6‐kV XLPE power cables

Water trees are the most hazardous factor affecting the life of XLPE distribution cables and the major cause of insulation failure. It is well known that insulation failure causes stoppages in electrical service and requires extensive repair work. Up to now, deterioration of cable insulation has been diagnosed mainly by the dc leakage current method. However, application of this method for diagnostic measurements requires interruption of electrical service. Several types of hot‐line diagnostic methods (including the dc component current and dc superposition methods) were developed to detect water tree deterioration. However, these methods have some shortcomings, such as being subject to effects of stray currents and the accuracy of measurements not being sufficiently high. Therefore, we have attempted to develop a new hot‐line diagnostic method. We investigated whether the signals produced by superposition of voltages of various frequencies to the cover layer of energized cables were correlated with deterioration by the water treeing. As a result, we found that a deterioration signal of 1 Hz was observed when we superposed an ac voltage (commercial frequency × 2 +1 Hz) on the cover layer of cable where the water tree had occurred in the insulation. © 1999 Scripta Technica, Electr Eng Jpn, 130(2): 49–58, 2000     

变频牵引电机定子绕组绝缘老化特性研究

对比测量了不同运行年限的变频牵引电机的定子绕组绝缘诊断参数,包括绝缘电阻、介质损耗因数、局部放电起始电压(PDIV)、剩余击穿电压等特征参数,以及沿绕组不同部位的绝缘材料取样进行了热失重分析(TGA)来研究绝缘老化特征。介电性能测量结果表明,与新电机相比,运行后定子绕组的绝缘介电性能有不同程度的下降,出槽口附近绝缘的老化程度高于槽内。TGA分析结果表明,使用了长达10年的牵引电机定子绕组绝缘性能略有下降,且线圈下层边的绝缘老化比上层边明显。     

Verification of insulation tests for traction motors

More than 30,000 thousand dc motors are used by the Japan Railway group companies alone as traction motors for railway vehicles. Insulation breakdown of armatures is one of the most important problems in traction motors. Therefore, various insulation tests are carried out for each motor in overhaul. The methods for insulation tests were determined more than 30 years ago. As insulating materials and the method to compose these materials have progressed in recent years, it is important to research what kinds of insulation tests are suitable for traction motors. We estimated the effects of various insulation tests by carrying out insulation breakdown tests for more than 150 motors. This paper describes the results of the study. © 1999 Scripta Technica. Electr Eng Jpn, 129(2): 90–97, 1999     

变压器油中糠醛含量测试与分析

变压器油中糠醛浓度是绝缘纸老化程度的重要指标。介绍了液相色谱对绝缘油糠醛分析方法的依据，并建立了分析方法。通过数据表明测试糠醛的必要性。     

场畸变气体开关寿命特性研究

气体开关为脉冲功率系统中的关键元器件之一,其寿命特性是业界关心的主要性能之一。文中进行了场畸变气体开关的寿命实验,通过分析实验条件下开关约10 000次放电后的绝缘内壁附着物成分,得出了在开关导通电流相对不大的情况下(10 kA)开关失效的主要原因为绝缘劣化,而造成绝缘劣化的主要原因为电弧烧蚀电极导致物质扩散溅射污染绝缘的结论。利用模拟电荷法对开关内电极间隙的电场进行了计算,并使用微粒群(PSO)算法对电极形状进行了优化分析,可以作为使电极尽量均匀烧蚀,提高开关寿命的优化设计算法。     

基于模糊输出BP神经网络的电机主绝缘老化状态评估方法

评估大电机主绝缘的老化状态是电气工程领域中的重要课题，其目标是根据非破坏性参量评估绝缘的老化状态，然而传统的评估方法一直没有得到准确可靠的评估结果。为了克服传统的绝缘状态阈值评估方法的缺点，提出应用神经网络和模糊数学结合评估绝缘状态的新方法。由于绝缘的老化状态是一种模糊现象，所以建立了具有模糊输出的3层BP神经网络对绝缘状态进行评估，并确定了绝缘状态论域上的四个模糊子集及其隶属函数，同时规定了网络的输入和输出参量。选择Levenberg-Marquardt快速学习算法对该文建立的模糊输出神经网络进行了训练，并使用另外10组多因子加速老化数据和5组真机线棒数据对网络的评估能力进行了检验，检验结果表明该方法可以准确有效地评估定子绝缘的老化状态。     

Effect of applied voltage frequency on swarming pulsive microdischarges in closed voids

The extinction of the partial discharge (PD) pulse has frequently been observed in an epoxy specimen with a closed void during voltage endurance tests using a CIGRE Method-II electrode. The individual discharge pulse becomes so small that the discharges cannot be detected by conventional pulse detection methods. Such discharges are known as “swarming pulsive microdischarges” (SPMD). In this paper, the SPMD characteristics are investigated by varying the frequency of the applied voltage from 0.1 to 240 Hz. As a result, the SPMD are found to occur less frequently as the frequency is lowered. To seek this cause, one-shot voltages were applied repeatedly at constant intervals. By varying the interval from 0.02 to 100 s, the PD off an electrically aged specimen was measured. It was revealed that the discharge magnitude increases as the interval becomes longer. The onset of SPMD was found to depend on the preceding discharge. The results explain the reason why swarming is harder to occur at lower frequency with a longer discharge interval. Hence, in the conventional pulse detection, it is useful to employ the very low frequency for diagnosis of machine insulation containing enclosed voids.     

发电机直流耐压试验异常现象的分析与防范措施

在对内蒙古京泰发电有限公司2号机组300 MW发电机进行直流耐压试验时,发现发电机有接地放电异常现象,经分析并与其他电厂同类问题进行比较,确定放电现象是由于中性点连接铜排与出线罩绝缘距离不足造成的.对此采用专用耐压绝缘胶皮并配合环氧树脂板绝缘材料覆盖在中性点连接铜排上以加强绝缘的措施进行处理.同时建议试验时要注意排除空气湿度的影响,改进后试验结果满足要求.     

轨道交通直流馈出电缆故障分析及对策

牵引直流馈出电缆是保障轨道交通正常运行的关键设备,其绝缘状况直接影响着轨道交通供电安全,现有的电缆绝缘检测方法已不能满足地铁安全运行的需求。因此以上海轨道交通直流馈出电缆故障为例,分析了直流电缆故障原因,分析结果表明诱发电缆故障的因素主要有水分引起的绝缘老化、电动力及外力引发、敷设曲率半径不够引发以及高频脉冲引起的绝缘老化。并提出了相应的预防措施,合理地选择电缆型号、改善电缆运行环境、装设故障预警装置等对减少直流馈出电缆故障影响是行之有效的。