论文部分内容阅读
大型变压器是电网中的主要运行设备之一,其绝缘监测对电网安全稳定地运行起到举足轻重的作用。局部放电(Partial Discharge,简称PD)是引起其绝缘老化的主要原因之一。对变压器进行在线PD检测与定位可以及时发现存在的缺陷,避免造成重大的事故。超声波定位法是一种抗干扰能力强、定位方便且经济的方法。但是由于实际情况中,实测局放信号干扰很多且变压器内部结构复杂,使得提取局部放电有效信号和局部放电源的精确定位成为了难题。在现有的局放定位研究成果中多采用超高频法进行局放定位,但实现该方法不仅造价高而且很难得到精准的信号时差,难以精确定位局放源。本文通过分析国内外变压器局部放电在线检测技术,提出并研制了基于虚拟仪器技术的变压器局部放电超声信号定位系统,并通过多次放电实验验证了该系统的有效性。具体工作如下:首先介绍了变压器局放检测的重要性,并对国内外的研究现状进行了阐述。研究分析了变压器局部放电原理及其放电过程,并对超声波理论以及超声波法检测局部放电的原理进行了深入研究,为系统设计奠定了理论基础。其次结合超声检测的相关知识,对局放观测信号及其降噪方法进行了分析,针对局放信号干扰噪声的特点提出了基于带通滤波器和经验模态分解(Empirical Mode Decomposition,EMD)的独立分量分析方法(Independent Component Analysis,ICA)对局部放电信号进行降噪,并通过Matlab仿真对降噪效果进行了分析,证明了该方法的正确性。然后通过对到达时间差定位方法的分析,指出信号之间的时延为局放源定位的关键。并对基本的获取时间差值的算法进行了分析,采用了经典的广义互相关算法作为时延的获取方法,并进行了Matlab仿真验证,仿真结果表明广义互相关算法获取的时延值较为准确。最后详细介绍了虚拟仪器技术及其系统构成。选用LabWindows_CVI虚拟仪器开发平台,设计了基于LabWindows_CVI软件的变压器局部放电超声波定位软件系统。该系统可以进行硬件设置,信号采集、降噪、存储以及局放源三维定位,包括各操作界面的显示,并通过搭建实验平台对该系统的功能进行了验证,实验证明该系统滤波及定位效果良好。