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  • 頭條異常振動信號!氣體絕緣金屬封閉輸電線路局部放電診斷的新方法
    2022-04-02 作者:陳軒、王立憲 等  |  來源:《電氣技術(shù)》  |  點(diǎn)擊率:
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    導(dǎo)語為對氣體絕緣金屬封閉輸電線路(GIL)局部放電缺陷進(jìn)行識別與診斷,國網(wǎng)江蘇省電力有限公司檢修分公司、河海大學(xué)能源與電氣學(xué)院的研究人員陳軒、王立憲 等,在2021年第12期《電氣技術(shù)》上撰文,提出一種基于1.5維能量譜與粒子群優(yōu)化極限學(xué)習(xí)機(jī)的局部放電缺陷診斷方法。

    氣體絕緣金屬封閉輸電線路(gas insulated transmission line, GIL)是我國跨區(qū)域長距離電能輸送的重要輸電設(shè)備,已先后應(yīng)用在天生橋水電站、溪洛渡水電站和蘇通GIL綜合管廊等重要輸變電建設(shè)之中。局部放電(partial discharge, PD)是造成GIL內(nèi)部絕緣裂化、影響GIL設(shè)備絕緣性能的主要原因,有研究表明金屬顆粒污染物的存在會使GIL內(nèi)部絕緣性能降低50%以上。

    目前,針對GIL設(shè)備內(nèi)部局部放電的常用診斷方法有脈沖電流法、特高頻檢測法和超聲波檢測法。脈沖電流法受外界環(huán)境影響(如電磁干擾)較大且不適用于在線監(jiān)測;特高頻檢測法主要檢測0.3~3GHz的電磁信號,易受到窄帶噪聲的干擾,影響診斷結(jié)果;超聲波檢測法雖不受電磁干擾的影響,但聲信號衰減較大等問題會給檢測造成阻礙。

    振動信號作為GIL設(shè)備運(yùn)行時的固有信號,具有直接、及時、準(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn)。有研究表明利用氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備(gas insulated switchgear, GIS)局部放電引起的設(shè)備異常振動信號可以實(shí)現(xiàn)對GIS局部放電故障的診斷;有學(xué)者研究了尖端放電引起GIS殼體振動的規(guī)律,表明放電程度與GIS殼體異常振動加速度成正比。

    國網(wǎng)江蘇省電力有限公司檢修分公司等單位的研究人員搭建110kV GIL局部放電實(shí)驗(yàn)平臺,模擬GIL尖端放電與金屬顆粒放電兩種局部放電工況,以GIL設(shè)備的異常振動信號為研究對象,從振動信號的能量波動角度出發(fā),提出一種基于1.5維能量譜與粒子群優(yōu)化極限學(xué)習(xí)機(jī)(particle swarm optimization-extreme learning machine, PSO-ELM)的GIL局部放電缺陷診斷方法。

    異常振動信號!氣體絕緣金屬封閉輸電線路局部放電診斷的新方法

    圖1 實(shí)驗(yàn)平臺

    他們首先,利用能量算子與1.5維譜對異常振動信號能量波動進(jìn)行分析,得到尖端放電與金屬顆粒放電的能量波動特征;其次,構(gòu)建PSO-ELM模型,以1.5維能量譜作為特征量對GIL局部放電故障進(jìn)行識別與診斷。

    研究人員指出,尖端放電能量波動呈“尖刺”狀,金屬顆粒放電能量波動呈“波浪”狀,二者的1.5維能量譜的變化特征區(qū)別明顯,可以作為故障診斷的特征依據(jù)。他們通過實(shí)驗(yàn)結(jié)果與診斷方法結(jié)果對比,證明了基于1.5維能量譜與PSO-ELM的局部放電缺陷診斷方法的準(zhǔn)確性,為GIL局部放電診斷提供了理論依據(jù)。

    本文編自2021年第12期《電氣技術(shù)》,論文標(biāo)題為“基于振動信號的氣體絕緣金屬封閉輸電線路局部放電診斷方法”,作者為陳軒、王立憲 等。