24500字论文范文1100千伏直流母线内置局部放电监测装置有效性检查方法探讨

论文类型：论文范文

论文字数：24500字

论点：放电,局部,试验

论文概述：

本文为GIS论文，主要论述放电特征分析方法及试验加压方式，特高频局部放电检测与传统脉冲电流法局部放电检测的比对研究，特高频局部放电传感器有效性快速检验方法的研究。

论文正文：

第一章引言

 1.1选题背景随着我国经济和工业的不断发展，对于电力的需求日益增加，催动了电网技术的不断发展和进步，电网的电压等级不断提高，特高压输电应运而生，国际上把超过lOOOkV的交流电压成为特高压。20世纪60年代末，美国、意大利等国家开始着手lOOOkV特高压输电技术的研宄，1970年，美国BPA公司拟利用lOOOkV线路实现东西部电力传输，认为特高压输电线路可以降低成本，减小电网损耗，提高输电容量。20世纪70年代，前苏联建设了起于坎斯克到乌拉尔的llSOkV输电线路，有效的将西伯利亚地区的火力发电厂发出的电能传输到西部欧洲城市。与此同时，日本也开始规划特高压输电电网，期望建设一条贯穿日本的东西线路走廊，将东部太平洋沿岸的核电站电能输送到西部[1_2]。我国从上世纪末开始对特高压电网的规划和设备的制造进行研究，2005年，我国第一条750kV输电试验线路“官亭一兰州东”示范工程顺利梭工，2007年6月，我国第一条lOOOkV交流输电线路顺利开工，“晋东南一南阳一荆门”lOOOkV交流输电系统调试工作也于2009年顺利完工并投入运行。国家电网公司在\"十二五”规划中提出，我国将建设联接大型能源基地与主要负荷中心的“三纵三横”特高压骨干网架和13项直流输电工程（其中特高压直流10项），形成大规模“西电东送”、“北电南送”的能源配置格局。其中“三交”特高压工程(淮南一南京一上海、浙北一福州、雅安一武汉特高压交流工程)已取得全部国家级支持性文件，核准在即。宁东-浙江特高压直流也有望获得发改委核准。....... 1.2课题的目的和意义特高压GIS尺寸大、参数高，国际上没有长期运行经验，对于内部缺陷监测和诊断技术研究仍处于起步阶段。特高压试验示范工程投运以来，在运行中发现2支特高压盆式绝缘子存在裂纹，另外还发生2支直接炸裂的缺陷故障，现有的现场监测措施均未能提前预警。目前，国际上主要通过局部放电的检测和诊断来实现GIS设备内部绝缘状态的评估。局部放电不仅是GIS设备绝缘劣化的先兆和表现形式，而且能够引起绝缘的进一步劣化，致使GIS的电气绝缘性能逐渐降低，最终导致绝缘击穿或沿面闪络，因此局部放电信号的幅度大小、放电次数、相位分布以及其它统计特征可能隐含着GIS设备绝缘状态和放电严重程度的综合信息。如果能够在GIS设备发生绝缘事故之前，及时的检测出局部放电并且准确的进行局部放电严重程度的评估与辨识，就可以提前有针对性的采取检修措施，真正的实现GIS设备的状态维修。但是到目前为止，GIS局部放电严重程度的评估与辨识仍然是一个悬而未解的难题，是GIS内部状态评估急待解决的问题。并且目前特高压GIS配用的局放监测系统在GIS出厂时并不进行检测确认，而不检测的主要原因是没有相关的标准和规范可依据，并且不同的传感器装在不同的GIS中对故障的响应也不同。本课题拟通过在GIS出厂过程中开展特高频局部放电检测与传统脉冲电流法局部放电检测的数据比对、分析，研究GIS出厂试验中局部放电监测装置的校核、试验技术，实现GIS出厂时对局放监测系统有效性的便捷、直观验证。通过本课题的开展，可以规范局部放电监测装置在超特高压GIS出厂时的试验要求，为确保GIS内置式局部放电监测装置的有效性提供技术参考[6]。课题的成果满足我国超特高压工程的运行急需，可一定程度减小盆式绝缘子乃至GIS运行事故及现场更换造成的经济损失。.......... 第2章放电特征分析方法及试验加压方式 GIS设备的局部放电信号虽然微弱，但反应了有关绝缘状况的丰富信息。长期以来国内外的科研人员和工程技术人员对绝缘的局部放电进行了大量的研宄工作，对局部放电对绝缘的破坏机理已经有了相对透彻的认识。但是由于GIS设备绝缘劣化与放电缺陷的发展具有一定的统计性，局部放电测量结果的分散性较大，在故障潜伏期内的征兆信号极为微弱且易受电磁干扰影响等原因，对GIS设备内部放电故障严重程度的诊断还很不成熟。随着传感技术、电子技术、计算机技术和信号处理技术的发展，目前可以及时准确地取得各种微弱的放电信息。如何利用这些信息对放电发展不同阶段的放电特征进行分析，进而为GIS设备内部放电严重程度的判别提供判据，是对GIS设备绝缘状态进行切实可靠评价的基础。试验方法的选择也直接决定了 GIS典型局部放电发展过程研宄的正确性与有效性。如何既可以从本质上模拟典型局部放电缺陷的发展过程，符合GIS设备的实际运行情况，又能在较短的时间内获得大量的试验数据，满足实验室研究的需要，也是保证GIS放电发展过程试验研究科学性的重要因素。因此本章将对放电特征的分析方法以及试验方法进行描述，并阐释GIS典型放电发展过程研宄所采用的分析方法以及试验方法。 2.1放电信号特征分析方法统计放电次数N、视在放电量Q(或放电幅值V，或光通量L,或放电能量P,以下均以视在放电量Q代表）及其所在相位，可以得到多种放电谱图。考虑到局部放电的基本参数具有较强的统计分散性，通常将多工频周期检测所得到的局部放电参数折算到一个工频周期内，以突出它们的统计规律性。本文采用的放电信号特征的分析方法如下。......... 2.2试验加压方式针对GIS典型局部放电发展的过程及其特征进行相关研究时，试验电压施加的方式有两种：恒定电压法和逐步升压法。在采用恒定电压法进行放电发展过程试验时，首先匀速升压至某一设定的试验电压，该电压小于放电模型沿面闪络电压或击穿电压，保持该电压值不变使得放电缺陷在恒定电应力下发展直至模型发生沿面闪络或气体击穿为止，这与GIS设备的运行状态一致，比较符合设备的实际运行情况，但是试验时间较长，通常为几天甚至几十天，不利于进行试验室试验。逐步升压法基于固体绝缘介质的累积效应，与液体和气体电介质不同，固体绝缘介质在电应力作用下无自恢复特性。试验需先选定几个不同的试验电压以及各自的加压持续时间，如果在某一个试验电压下规定的加压持续时间内不发生闪络或击穿，再升至下一个试验电压继续进行试验，直至模型发生沿面闪络或气体击穿为止。逐步升压法通过采用较高的电压应力实现缺陷的加速发展，不但可以从本质上模拟GIS设备典型放电的发展情况过程，而且能在相对较短的时间内获得大量的试验数据，符合进行实验室试验的需要，因此本文采用逐步升压法进行GIS设备典型局部放电发展过程的试验研究。....... 第3章特高频局部放电检测与传统脉冲电流法局部放电检测的比对研究........273.1局部放电特高频检测技术传感器安装方式比较.......27 3.2传统脉冲电流法..............28 3.3特高频法与传统脉冲电流法比对研究...29 3.4本章小结.........34 第4章特高频局部放电传感器有效性快速检验方法的研究..36 4.1引言.............36 4.2脉冲信号参数的选择........37 4.3校核方法的试验研究.........39 4.4实验结果..........40 4.5本章小结.............40  第4章特高频局部放电传感器有效性快速检验方法的研究 4.1引言目前特高频局部放电传感器在开关设备出厂时难以实现测量功能有效性的检验，而灵敏度是一个极其重要的性能指标，尤其对内置式传感器，该问题也一直为相关研究机构所关注。由于特高频局部放电检测技术在理论和工程应用方面不尽完善，特别是相关技术标准的建设十分滞后，对特高频局部放电检测装置缺乏一致的技术指标和有效的评价方法。当前对于局部放电特高频检测系统灵敏度的表示方法仍比较混乱，存在“dBm”、“mV”、\"归一化表示”等多种形式。其中，以“dBm”表示局部放电特高频检测结果的较多，“dBm”也是射频领域衡量信号强度的规范用法。\"dBm\"的定义为用对数表示的信号功率，其中PM表示来波信号的功率，1MW表示功率基准。采用“dBm”来表征信号强度的适用对象是功率信号，即周期性连续时间信号，一般通信领域的调幅信号、调频信号均适用于这种表示方式。对于周期性脉冲信号，其平均功率由脉冲幅度、脉冲波形及脉冲占空比共同决定的，“dBm”并非表示信号强度合理选择。随机性脉冲信号更无法通过信号的平均功率“dBm”来描述信号的强度。特别对于局部放电信号而言，不同放电类型的重复频率差异非常大，具有强随机性特征，即使能量很大的放电脉冲信号，如果重复周期较长，则其平均功率也接近于“0”，因此“dBm”不适合用来表示局部放电特高频信号的检测结果。........... 第5章结论与展望 本文通过在特高压GIS真型上开展特高频法与传统脉冲电流法测局部放电的比对研宄，得出了以下结论：(1)在llOOkVGIS真型产品上试验得到了典型模拟缺陷的局部放电常规信号和特高频信号的关联关系。在本文所述的真型模型中，脉冲电流法测得试品局部放电正常（放电量(2)提出了llOOkVGIS预装内置式传感器的快捷校核方法。参考CIGRETF15/33.03.05建议的灵敏度校核方法，在预置了内置特髙频传感器的特高压GIS真型上开展试验研究，分析特高频信号的特性，据此得出注入脉冲信号的参数。通过调整注入脉冲电压的大小，确定表征10pC的“mV”值。通过调整注入脉冲电压的大小，测试特高频监测装置的检测值，并以此作为该特高压GIS形态出厂试验时快捷的检验特高频局部放电监测装置有效性的数据，提出特高压GIS出厂试验中局部放电监测装置有效性的快捷校核试验方法。(3)在llOOkVGIS装置上校验了此方法的可行性。..........参考文献（略）