具有故障电弧及局部放电监测的多功能保护电器研究

【摘要】：在中压配电系统中，固体环网柜得到越来越广泛的应用。固体环网柜中的固体绝缘介质性能将直接关系到环网柜的电气绝缘，在运行过程中，如果固体绝缘存在瑕疵或由于老化会导致其绝缘性能的降低，特别是在电压的作用下可能会发生局部放电，若不及时采取有效措施将会造成绝缘被击穿，最终导致故障电弧的产生。故障电弧是引起配电系统中较常见的电气火灾原因之一。因此，为了有效地防止或降低故障电弧可能造成的危害，必须实现对配电系统中可能出现的故障电弧进行快速可靠的检测与诊断，进而采取有效的保护措施。 本文重点实现对故障电弧判据及诊断方法的研究以及固体绝缘介质局部放电发展趋势检测的研究。对于线性负载故障电弧，本文采用了基于分形理论的故障电弧诊断方法，该方法根据任意时刻正常工作电流及故障电弧电流斜率的不同变化特征，通过计算相邻电流斜率之间的关系，判断电流的突变点或电流波形的畸变点，由此对线路中可能出现的故障电弧做出诊断。针对非线性负载故障电弧，本文采用了db5小波分析提取故障电流的高频信号频段特征，再进行细节信号波动值计算，进而实现非线性负载故障电弧诊断。 对于固体绝缘介质局部放电发展趋势检测的研究，本文主要针对固体绝缘介质局部放电信号的放电特性及其检测方法开展以及，其中包括罗氏线圈的设计，并利用软件仿真实现线圈匝数和负载电阻对传感器通频带的影响，完成前端调理系统的放大器、带通滤波器等重要环节的设计。