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《华北电力大学(河北)》 2009年
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考虑环境影响的电容型设备绝缘监测与故障诊断研究

王永强  
【摘要】: 电容型设备绝缘在线监测与故障诊断技术是实现其状态维修的前提和基础。电容型设备绝缘在线监测会受到环境因素(温度、湿度、污秽等)的影响,研究考虑环境影响的电容型设备绝缘监测与故障诊断技术具有理论意义和实用价值。本文在环境因素对电容型设备介质损耗因数(tanδ)影响的试验方法、tanδ的修正方法、电容型设备故障诊断方法等方面进行了深入的研究,并开发了在线监测与故障诊断系统。完成的主要工作和取得的主要研究成果如下: 提出了全绝缘型人工气候室设计方案,计算分析了气候室内悬挂绝缘子和套管时的空间电场分布情况,并和金属材质气候室相比较,论证了该方案的优越性,据此方案研制的全绝缘人工气候室可调节温度、湿度和压力等参数,满足了人工气候试验的要求;开发了基于虚拟仪器技术的高压电容型设备绝缘特性自动测试系统,完成了人工气候室内变压器套管tanδ的在线测量试验,以此为基础分析了环境因素对电容型设备tanδ的影响情况,获得了tanδ与环境参数的关系曲线,建立了环境因素对tanδ影响的灰关联分析模型,得到了主要环境参数与电容型设备tanδ的灰关联度。 提出了基于最小二乘支持向量机的主要环境参数对tanδ影响的修正方法,将不同气候环境条件下测得的电容型设备tanδ修正为标准大气条件下的值,从而使不同气候条件下的监测数据及离线试验数据具有了等效性,采用遗传算法优化了支持向量机参数,有效提高了修正精度,实例修正结果和实际的在线监测数据修正结果均验证了该方法的有效性。 结合电容型设备的其他检测数据,提出了基于贝叶斯网络的电容型设备故障诊断方法,首次将贝叶斯网络方法引入到电容型设备的故障诊断中,并根据电容型设备故障诊断的特点改进了贝叶斯网络的推理过程,提高了该方法的实用性,诊断实例验证了该方法的有效性。 通过实例分析验证了将环境参数与tanδ的灰关联度作为特征量进行电容型设备故障诊断的可行性,提出了基于灰关联度物元模型的电容型设备可拓诊断方法,该方法即排除了环境因素对tanδ的影响,又可以进行准确的故障分类,诊断实例验证了该方法的有效性。 根据分布式电容型设备在线监测的需要,提出了多下位机同步采样控制方法,并开发了一套分层分布式电容型设备绝缘在线监测与故障诊断系统应用于实际工程,该系统采用就地数字化技术提高了抗干扰能力,经过测试与运行,系统运行可靠稳定,数据采集准确。
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