[01335420]变电站电力设备绝缘状态全站检测方法与关键技术

本成果主要针对变电站电力设备绝缘状态检测的有效性、检测效率和抗干扰等问题,研究全站检测方法,开发结构简单、实施方便的检测系统。包括基于有线信号环技术的变电站局部放电在线监测与定位方法,基于特高频天线阵列的变电站局部放电全站检测与定位方法,开发有基于特高频传感阵列的固定安装式和车载式在线监测系统和带电检测系统、基于有线信号环技术的变电站局部放电在线监测系统。所研制系统,可对变电站内所有设备进行局部放电进行检测、监测和定位,大大降低变电站设备局部放电检测的成本,有助于提前发现缺陷,减少停电事故的发生,从而提高变电站的智能化水平。 项目主要研究成果包括： 1.研究高压电气设备局部放电机理;局部放电产生的脉冲电流,高频电流及超高频信号在电气设备及变电站空间中的传播特性; 2.研究基于有线信号环的局部放电监测与定位的理论和方法,重点研究信号在信号环内的传播特性以及基于局部放电信号到达不同端口时延不同实现变电站局部放电定位方法; 3.研制出基于有线信号环技术的变电站局部放电快速检测和定位系统,并进行现场应用效果的验证,对研制装置的可靠性、精确性进行验证考核; 4.提出了基于特高频天线阵列的变电站全站电力设备局部放电检测与定位方法,并研制开发基于特高频平面天线阵列的固定安装式变电站全站检测与定位系统,研制开发了基于特高频平面天线阵列的车载式巡检系统; 5.研究了基于特高频天线阵列的变电站局部放电全站检测、二维及三维定位模型及算法实现,并对定位算法实现的核心技术,包括时延估计、定位结果呈现与误差分析、局部放电信号采集模式和数据分析方法进行了深入研究,提出了解决可现场应用的方案 6．进行了全站检测与定位技术的试验室和变电站现场试验验证,包括局部放电模型试验验证和真型电力设备内部和外部绝缘缺陷局部放电仿真试验,验证了所研制开发的变电站局放检测系统的检测原理有效性及系统性能,为工程应用于推广奠定了试验基础。 7.在国家电网、南方电网威海供电公司、奉贤供电公司、东莞供电公司等多个供电公司进行了基于有线环和特高频平面天线阵列变电站全站监测与定位系统的现场应用,采用车载式巡检系统在广东电网,天津电网等超过20个供电局数十座变电站进行了百余次现场测试,成果发现多个绝缘缺陷。 8.结合理论及仿真研究、实验室和现场模拟测试及变电站实际测试与应用,总结了基于特高频定位的变电站局部放电检测与诊断技术及所开发系统的应用特点和系统性能指标要求,提出了该技术推广应用的条件和方式。 本成果突出的创新点： 1、 提出了有线信号环拓扑结构,并提出了基于此结构的变电站局部放电在线监测与定位方法,实现一套监测系统对多个电力设备局部放电的同步监测与局放源定位。并研制了基于有线信号环拓扑结构的变电站局部放电在线监测系统。 2、 提出了基于特高频天线阵列的变电站全站电力设备局部放电检测与定位方法,并研制开发基于特高频平面天线阵列的固定安装式变电站全站检测与定位系统和车载式巡检系统; 3、 提出了全向超宽带的空间局部放电射频定位传感器及其阵列设计与优化布置方法,实现了阵列天线传感器的小型化与高灵敏度,解决了传感器安装便捷性、传感灵敏性和信号接收时延最大化及一致性问题; 4、 提出了基于插值相关法、波形反演及脉冲波头插值相关算法的局部放电特高频脉冲信号时延估计方法,实现了低采样模式下高精度的局部放电准确时延估计方法,为局部放电准确定位的实现提供了保证; 5、 提出了基于特高频传感器平面阵列时延估计的局部放电二维方位角及距离定位方法,基于双曲线定位模型的车载天线阵二次综合定位方法,实现了变电站全站范围内电力设备局部放电源的高灵敏度检测与快速准确定位,解决了远距离局部放电定位精度问题; 该成果系统提出变电站电力设备绝缘状态全站检测与定位方法,并研制开发与应用了基于有线信号环拓扑结构和特高频天线阵咧的变电站局部放电在线监测与定位方法,可仅通过一套设备同步监测变电站多个电力设备的局部放电。项目研发系统的变电站局部放电在线监测系统成本低、效率高。系统的应用可有效降低电力设备状态监测中进行采购、维护和检修的费用,高性价比地保障电力设备的安全可靠运行,具有显著的经济与社会效益,有着非常广阔的应用前景。