發(fā)電機局部放電在線監(jiān)測系統(tǒng)研究 - 圖文-

1、華北電力大學(保定碩士學位論文基于虛擬儀器的發(fā)電機局部放電在線監(jiān)測系統(tǒng)研究姓名:李晨申請學位級別:碩士專業(yè):電氣工程指導教師:李和明;聞海鵬20061225 -蘭墅塑型!塹三堡塑主蘭垡絲奎力較差另一種是由電感L、電容c-和電阻氣組成的R型檢測阻抗.其中電容也包括連接C和z0的屏蔽線的電容,電阻也包括電感線圈的等效電阻.此種檢測阻抗輸出的是指數(shù)衰減振蕩波形,頻譜較窄,集中在諧振頻率附近,如圖3-3所示,因此這種檢測阻抗可以避開單一頻率得干擾,適合現(xiàn)場使用.R_擘Lro“RC聚檢測阻抗(4RCL型檢測阻抗(b輸出電壓波形豳3.2RC型檢測阻抗彭”,、時倒t(b輸出電壓波形豳3-3RCL型檢測阻抗1

2、高7鑫l 囂j。【頻率f(c頻譜皇據(jù)求;蒸,7磚/;O:玉頻率f(c頻譜本文所采用的RcL型檢測阻抗設計成一個雙繞組的升壓變壓器,如圖3-4所示,謦卜一i-1f。 嘲*+知峰i營拖警。工i U J司:14翔“u垃f一7f p蚶-,L.oj 門;b!._:j曩川蛐秘圈3.4RCL檢鍘阻抗實際線路幽3-5傳感器實物圖局放信號很微弱特別是大電容量的試品.如電容為l p F的試品,出線5pCl、一.h,_5厶a芑 焉二器三蘭鼉呼_f睜鏹!:握:。.,.”.?！眑 嚴一鴦I t一一o,ho圖3-8觸發(fā)器接線圈 (a硬仆系統(tǒng)實物蹦3-8硬rI:系統(tǒng)實物幽3.4局部放電軟件系統(tǒng)設計(”觸發(fā)器和放人器實物接控

3、制硬件.這樣就可以通過對底層的指令操作,直接對局部放電的某些控制參數(shù)IIF7t 第四章局部放電監(jiān)測系統(tǒng)軟件設計本文利用LabVIEW進行了局部放電監(jiān)測系統(tǒng)軟件平臺的設計,系統(tǒng)主要分為四個模塊,即參數(shù)設置模塊,數(shù)據(jù)采集存儲模塊、數(shù)字信號處理模塊,數(shù)據(jù)分析模塊.4.1參數(shù)設置模塊參數(shù)的設置主要是指數(shù)據(jù)采集卡的參數(shù)設置,包括有板卡的選擇,采集通道的設置,觸發(fā)方式的選擇等等.和其他的硬件不同,NI公司提供一個專用的管理軟件Measurement& Automation Explorer(簡稱MAX,來對所有的NI公司產(chǎn)品相關的硬件進行管理。安裝了數(shù)據(jù)采集卡的驅動程序,MAX會自動安裝到計算機上

4、。MAX會給每塊數(shù)據(jù)采集卡分配一個邏輯設備號,以供LabVIEW調(diào)用時使用。圖4.1為配置程序的主界面。在以后的數(shù)據(jù)采集程序調(diào)用時,就使用每個設備的設備號來標識每個數(shù)據(jù)采集卡。系統(tǒng)默認的設備號為DAO:1. 圖4.I MAX士界面 圖4-5數(shù)據(jù)采集保存靜面板圖4.6數(shù)據(jù)采集保存部分程序 華北電力大學工程碩士學位論文計規(guī)律性.l U呻:局部放電二維統(tǒng)計特性放電幅值.相位(u.Q表示方式有三種:打點顯示(points方式、脈沖顯示(pulses方式和橢圓顯示(ellipses方式.這三種顯示方式都直接或闖接地體現(xiàn)了局部放電幅值和相位(0n3600的統(tǒng)計關系.其中打點顯示(points是一個點數(shù)動態(tài)

5、增加的顯示過程,而脈沖顯示(pulses和橢圓顯示(ellipses則顯示檢測時白J范圍內(nèi)的局部放電信號幅值和相位的變化關系。圖4.7所示即為設計的二維圖譜. 圖47U呻二維圖譜2.N呻:局部放電二維統(tǒng)計特性放電次數(shù).相位(N呻其定義為,將工頻周期分成若干相位段,計算統(tǒng)計周期內(nèi)各個相位段的放電次數(shù)之和即為相應相位段對應的放電次數(shù).33華北電力大擘工程碩士學位論文 三維譜圖放電幅值一相位.放電次數(shù)(U一甲.N就是利用放電的三維分布譜圖提取放電的特征向量,其方法是將放電相位和放電幅值劃分成若干個小區(qū)間,在Q.U平面上形成若干網(wǎng)格,統(tǒng)計每個網(wǎng)格內(nèi)放電次數(shù)N,利用每個格子中總的放電次數(shù)構成特征向量,即

6、獲得U-Q.N統(tǒng)計圖譜。如圖4-9. 圖4-9U呻-N三維圖譜 基于虛擬儀器的發(fā)電機局部放電在線監(jiān)測系統(tǒng)研究作者:李晨學位授予單位:華北電力大學(保定相似文獻(10條2007,25(3介紹了發(fā)電機局部放電產(chǎn)生的原因和危害,分析了發(fā)電機產(chǎn)生局部放電的類型、特點及檢測局部放電的原理和方法.采用脈沖電流法和超聲波法聯(lián)合檢測了卓資發(fā)電有限公司發(fā)電機,發(fā)現(xiàn)發(fā)電機端部放電嚴重,經(jīng)檢查端部存在絕緣缺陷.檢測結果表明:采用脈沖電流法和超聲波法聯(lián)合測試的方式進行發(fā)電機局部放電檢測,可以發(fā)現(xiàn)并準確定位局部放電情況.3.學位論文錢勇發(fā)電機局部放電信號處理與評估技術研究2007局部放電檢測是評估發(fā)電機絕緣狀況的重要手

7、段。通過在線監(jiān)測電機的局部放電信號,提取局部放電脈沖的統(tǒng)計特性,可以進行故障診斷,提前給出預警,防止發(fā)生嚴重事故。但在發(fā)電機運行的現(xiàn)場,背景干擾往往遠大于局部放電信號,使得測量無法正常進行。此外,局部放電受諸多外界因素的影響,其嚴重程度的評估目前還沒有一個統(tǒng)一嚴格的標準。如何有效地抑制干擾提取局部放電信號及由局部放電信號評估絕緣劣化的嚴重程度是局部放電在線監(jiān)測中兩個重要的課題。近年來發(fā)展起來的多小波理論,除了具備傳統(tǒng)小波的多分辨率分析的優(yōu)點,還同時具有對稱性、正交性、緊支性及高階消失矩,具有比單一小波基函數(shù)生成的小波更優(yōu)越的信號處理性能。此外,經(jīng)驗模態(tài)分解(Empirical Mode Dec

8、omposition,EMD在處理非平穩(wěn)信號方面也具有良好的前景。本文將多小波變換和經(jīng)驗模態(tài)分解應用于局部放電信號的處理,探討了其在強干擾下檢測放電脈沖、提取局部放電信號特征的方法,并結合相似分析,對局部放電信號評估技術進行了研究。最后基于Multi-Agent技術,構建了發(fā)電機局部放電在線監(jiān)測系統(tǒng)。在研究發(fā)電機局部放電在線監(jiān)測系統(tǒng)過程中,本論文主要做了如下幾個方面的工作:1.在研究多小波變換的基礎上,將多小波消噪算法引入局部放電信號的處理。論文對多小波的預處理方式與多小波系數(shù)處理方法均做了深入的研究,并與傳統(tǒng)的小波消噪算法進行了對比。研究結果顯示,相比小波分析,多小波受波形匹配的影響較小,在

9、處理各種形態(tài)的局部放電信號時能取得更好的效果。2.在研究經(jīng)驗模態(tài)分解算法的基礎上,將經(jīng)驗模態(tài)分解算法引入局部放電信號分析,并結合向量閾值與自適應濾波算法,對局部放電檢測中的白噪聲和窄帶干擾抑制問題進行了研究。研究結果顯示,經(jīng)驗模態(tài)分解結合向量閾值的消噪算法能有效地抑制白噪聲,檢測出局放脈沖;將經(jīng)驗模態(tài)分解的自適應分頻特性與自適應濾波算法結合起來,能有效地將多頻率窄帶干擾抑制的問題轉化為多個單頻率窄帶干擾的問題,取得優(yōu)于普通自適應濾波的效果。3.論文基于長期在線監(jiān)測的發(fā)電機局部放電數(shù)據(jù),對局部放電的評估技術進行了研究:對于中性點檢測局部放電的方式,相位分布之間會發(fā)生混疊,這給放電的模式識別帶來了

10、困難,論文從放電模式的穩(wěn)定性出發(fā),定義了相似率參數(shù),通過相似率分布來研究放電模式的變化情況;構造了局部放電相位分布的Sk-Ku圖譜,對絕緣老化狀態(tài)與Sk-Ku圖譜之間的關系進行了研究,結果顯示,不同發(fā)電機的Sk-Ku圖譜之間存在相似性,其數(shù)據(jù)分布與絕緣狀態(tài)之間存在一定的關聯(lián),可用作參考評估發(fā)電機的絕緣狀態(tài)。4.在介紹Multi-Agent理論的基礎上,研究并實現(xiàn)了發(fā)電機局部放電在線監(jiān)測Multi-Agent系統(tǒng)。發(fā)電機局部放電Multi-Agent系統(tǒng)是一個多層的智能分布式系統(tǒng),根據(jù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理及診斷流程,各層可以根據(jù)需要分別設置不同的Agent,執(zhí)行相對獨立的功能。各個Agent可以單獨進

11、行更新,確保使用最新的技術和處理方法,同時有利于系統(tǒng)進行擴展,增加新的子監(jiān)測系統(tǒng)或新的傳感器。論文最后對上述研究成果進行了總結,指出了局部放電在線監(jiān)測應用中還有待于進一步研究的問題。統(tǒng)研究-水電能源科學2009,27(4針對大型發(fā)電機定子絕緣的局部放電在線監(jiān)測是預防發(fā)電機突發(fā)性事故的最有效手段,設計了一套發(fā)電機中性點局部放電在線監(jiān)測系統(tǒng),運用寬頻帶測量技術在發(fā)電機中性點獲取局放信號,采用分層式網(wǎng)絡結構框架提供局放的集成監(jiān)測及遠程診斷平臺,驗證了在發(fā)電機異常狀況下局放傳感器的高可靠性,分析了傳感器的安裝對發(fā)電機單相接地故障下的零序電壓保護、故障接地電流、暫態(tài)過電壓及高壓系統(tǒng)傳遞過電壓的影響.局部

12、放電是導致發(fā)電機定子絕緣劣化的重要因素,在線監(jiān)測局部放電信號并采用非線性方法識別放電類型,能夠及時發(fā)現(xiàn)絕緣內(nèi)部局部缺陷及放電發(fā)展程度,防止事故發(fā)生.闡述了發(fā)電機局部放電產(chǎn)生的類型、特點、在線監(jiān)測方法以及放電過程的非線性特征,介紹了幾種非線性模式識別方法的構成原理與特點,包括基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡、小波分析和分形理論的局部放電模式識別,并對近年來各非線性識別方法及其組合的主要研究成果進行了總結與評述.最后還對未來發(fā)電機局部放電模式識別的研究方向進行了展望,指出快捷方便的非線性識別方法依然是研究的重點.6.學位論文郭建民發(fā)電機局部放電監(jiān)測方法的研究2007本文在分析國內(nèi)外局部放電檢測技術發(fā)展現(xiàn)狀的基礎上

13、,研究了局部放電產(chǎn)生的原因和危害,分析了發(fā)電機產(chǎn)生局部放電的類型和特點,分別介紹了基于脈沖電流法、超聲波法、超高頻法檢測局部放電的原理和方法。詳細的敘述了基于脈沖電流法、超高頻法、超聲波法三種局部放電檢測系統(tǒng)的硬件組成和軟件組成。最后采用三種方法聯(lián)合檢測某發(fā)電機的局部放電,通過具體分析,發(fā)現(xiàn)了發(fā)電機端部放電嚴重,經(jīng)檢查端部存在絕緣缺陷。具體的應用結果表明,采用脈沖電流法、超聲波法、超高頻法三種方法聯(lián)合的方式進行局部放電檢測在現(xiàn)場具有廣闊的應用前景。自動化與大壩監(jiān)測2008,32(1對發(fā)電機定子繞組3種典型局部放電信號進行了研究,得到放電脈沖信號波形及頻譜.設計了基于LabVIEW的發(fā)電機局部放

14、電檢測系統(tǒng),針對局部放電信號特點,設計了數(shù)字濾波和脈沖時延鑒別等抗干擾技術,這是實現(xiàn)發(fā)電機定子繞組局部放電檢測的關鍵環(huán)節(jié).應用該方法可準確測量所述3種典型放電信號.文章對發(fā)電機局部放電檢測的紫外成像原理進行了介紹,從而得出紫外成像在對發(fā)電機局部放電檢測中的優(yōu)勢.機2008,21(10測量局部放電是診斷大型發(fā)電機絕緣性能的重要手段之一,對預防絕緣故障有重大意義.介紹了一種用于發(fā)電機局部放電在線監(jiān)測的軟件系統(tǒng),配合前端硬件和后臺專家系統(tǒng)可實現(xiàn)對發(fā)電機絕緣狀態(tài)的實時診斷.實現(xiàn)了系統(tǒng)的整體設計框架,并詳細介紹了各功能模塊的主要特點,最后通過在發(fā)電廠現(xiàn)場監(jiān)測的數(shù)據(jù),證明了系統(tǒng)的有效性.通過對發(fā)電機絕緣故障局部放電機理進行研究,總結出了發(fā)電機在發(fā)