输配电设备状态评价与故障诊断

DOI: 10.13336/j.1003-6520.hve.2015.10.016

匹配追踪算法在局放超声阵列信号去噪中的应用

李燕青，郑伟烁，王 川，王 菲，彭 澎，谢 庆

摘　要：局放超声阵列信号的有效去噪对提高局放超声阵列检测的准确性有重要意义，为了解决目前常用的阵列信号去噪方法存在影响阵列信号相位、计算量巨大等诸多缺陷，引入信号稀疏分解理论中的匹配追踪算法，根据局放超声信号建立相应的过完备原子库，将各个阵元接收信号在过完备原子库上进行分解去噪。去噪过程只滤除没用的噪声分量，尽可能地保留了原有的相位信息。对去噪结果采用去噪评价指标予以定量评价。仿真结果为去噪前后信号的测向误差分别为大于30°和小于2°，去噪后信号的波形评价指标良好。实验结果为去噪前后的测向平均误差为(6.525°，6.863°)和(2.9°，3.038°)，测向谱图和等高线图则显示去噪后谱峰单一，能量集中。仿真和实验结果均表明匹配追踪算法可以有效提高局放超声阵列信号的信噪比，去除噪声。

DOI: 10.13336/j.1003-6520.hve.2015.10.017

基于粗糙集和灰关联分析的750 kV变电站故障诊断

董海鹰，李晓楠，姚 军

摘　要：针对750 kV变电站线路的复杂性、双重化保护配置，以及异常时报警信息量庞大和传统故障诊断中诊断信息源不全面等特点，提出了基于粗糙集和灰关联分析的冗余保护配置的750 kV变电站故障诊断方法。该方法根据750 kV变电站的电压等级特性，将其划分为3个区域，并根据每个区域的接线特点进行分区处理。再利用故障录波信息和双套保护信息，基于粗糙集的知识获取方法构建诊断决策表，通过简化决策表，获得最小属性约简表。在此基础上建立比较序列与参考序列，采用灰关联分析确定约简表中属性的灰关联度和决策属性中可疑故障元件的灰关联可信度，获得明确的诊断结果。仿真结果表明该方法降低了变电站的网络拓扑结构和求解的复杂度，提高了对诊断知识的分类和识别能力以及诊断效率。

DOI: 10.13336/j.1003-6520.hve.2015.10.018

基于插值相关法的局部放电特高频脉冲信号时延估计

汤　林，胡　岳，王红斌，杨 雁，江秀臣

摘　要：为了提高用于特高频局部放电检测与定位所需的多元传感器阵列间的信号时延精度和降低特高频检测系统成本，提出了一种先对低采样频率采集所得的局部放电特高频脉冲信号特征区域进行三次样条插值，后利用广义相关法估计信号时延的新方法。仿真实验研究和模拟实验结果表明：对于满足采样定理采集所得的低采样频率局部放电信号，该方法比传统广义相关法对信号时延的估计精度更高，可有效减小实际时差为采样间隔非整数倍所带来的时延误差；信号两点间插值数为4时，算法最优，时延误差可控制在半个系统采样间隔以内。

DOI: 10.13336/j.1003-6520.hve.2015.10.019

硅橡胶/半导电复合界面特高频信号传播特性仿真

常文治，阎春雨，毕建刚，杨 圆，杨 宁

摘　要：硅橡胶/半导电复合界面是导致电缆中间接头内部局部放电特高频电磁波衰减的主要结构，分析该界面上特高频电磁波的传播特征，能够为中间接头局部放电特高频检测提供理论依据。为研究局部放电特高频电磁波在电缆中间接头内的传播规律，通过合理简化，建立了硅橡胶/半导电复合界面外敷金属屏蔽网的计算机仿真模型，在硅橡胶介质中设置高斯脉冲电流激励源模拟硅橡胶绝缘的内部放电，基于时域有限差分法仿真分析了激励信号源产生的特高频电磁波在经过硅橡胶/半导电复合界面后时域及频域特征的变化特点，得到了特高频电磁波在典型位置处场强的时域、频域波形以及在硅橡胶/半导电复合界面传播的动态过程。研究结果表明，针对该仿真模型，特高频电磁波强度在经过半导电层和铜网屏蔽层后衰减了约50倍；电磁波在经过硅橡胶/半导电复合界面后频谱范围变化较小，但其能量峰值明显向高频段发展，证明了特高频电磁波在硅橡胶/半导电复合界面上发生明显的衰减和畸变，但其中的高频成分能够向外部空间继续传播。

DOI: 10.13336/j.1003-6520.hve.2015.10.020

分频段能量谱及马氏聚类算法在开关柜局部放电模式识别中的应用

陈 攀，姚陈果，廖瑞金，陈 昱，米 彦

摘　要：针对传统超高频(UHF)检测法对系统采样频率、数据处理存储要求严苛及成本较高的缺点，融合混频降频、功率检波技术，研制出一套较经济的高压开关柜超高频在线监测系统。采用该系统对沿面放电、气隙放电、针–板放电和自由微粒放电共4种典型缺陷模型的局部放电信号进行监测，获得信号在不同频段的能量谱；并在此基础上提出了将局部放电的分频段能量作为特征向量、利用马氏距离算法进行聚类分析的高压开关柜局部放电模式识别方法。研究结果表明：不同放电类型在频域内的能量分布差异较大，相同的放电类型在频域内的能量分布差异较小；不同放电类型在能量比重三角图中表现出显著的区域聚集特性。该局部放电模式识别方法对4种典型缺陷放电类型的识别准确率达到99.125%。

DOI: 10.13336/j.1003-6520.hve.2015.10.021

基于云模型的电力变压器风险评估及检修策略制定

卞建鹏，孙晓云，杨 苏，王明明

摘　要：针对传统风险评估方法存在评价指标等同对待、当故障风险指数(RPN)相等时无法进行评估、评估结果准确性低等不足，根据云模型所具有的随机性与模糊性特点，建立了基于云模型的电力变压器故障模式及影响分析模型，并将其用于变压器的风险分析。实例计算结果表明：该方法不仅可以对变压器主要部件的风险度进行有效排序，还可以解决传统方法中当风险优先级相同时无法进行评估的问题(如实例中的铁芯与OLTC)，为采取有效的运行维修策略、提高电力变压器的安全性和经济性提供了有力依据。

DOI: 10.13336/j.1003-6520.hve.2015.10.022

GIS局部放电特高频检测系统标定研究

李端姣，唐志国

摘　要：特高频(UHF)局部放电检测技术的应用日益广泛，但迄今为止国内外对特高频局部放电检测系统性能标定方面尚缺乏标准和统一的评价方法。为解决局部放电特高频传感器及检测系统量化标定，以及传感器安装结构对实际检测效果影响的问题，设计开发了基于吉赫兹横电磁波(GTEM)小室的局部放电特高频检测标定平台，研究了3种典型安装结构因素对传感器和检测系统性能的影响。结果表明，传感器实际安装结构对其接收性能的影响非常显著，在300~1 500 MHz范围内，3种安装结构的传感器等效高度分别为10.8 mm，10.2 mm，3.3 mm。对应的UHF检测系统的灵敏度分别为2.8 μV/mm，2.9 μV/mm和36.7 μV/mm，差异显著。因此对于UHF局部放电传感器及检测系统性能的标定评价必须综合传感器具体的安装结构因素进行一体化考核。