[01787993]气体和油浸绝缘装备局部放电检测与故障识别

本成果隶属于电气工程学科的电气设备绝缘在线监测和故障诊断技术领域，在重庆市科技攻关项目和自然科学基金重点项目支持下完成。本项目研制了两种特高频天线传感器形成多种形式的传感器阵列，获取了绝缘缺陷的相域和时域特征；并用电磁场仿真软件对电力变压器局部放电特高频电磁波信号进行三维电磁场计算，研究了特高频电磁波信号在复杂的多重介质中的传播机理；研究了复小波变换对非平稳脉冲信号的去噪理论与方法，提出了特高频的定量和定位方法。取得的创新行研究成果如下：　　1.利用时域有限差分法仿真研究了影响变压器内局部放电超高频电磁波信号检测的各种因素；研制了适用于变压器局部放电监测的套筒单极子天线传感器和圆形加载单极子天线传感器，通过优化天线参数和频带展宽技术，研制的天线传感器达到超宽频带范围，传感纳秒级非平稳UHF PD脉冲信号的频率响应特性优良，抗电晕干扰能力强；　　2.研究复小波变换对非平稳脉冲信号的去噪理论与方法，通过对复小波系数实部虚部不同特性的深入分析，创造性地提出了复阈值与复合信息理论与算法，并构建了相应的复合信息序列WTRIn，建立了去噪效果的综合评价参数与体系；　　3.构建了变压器局部放电时间差定位法的双曲面数学模型，提出利用最大似然法建立最优方程寻求局部放电源出现最大概率的位置，有效的解决了冗余数据的融合问题，采用泰勒－遗传综合算法来求解最大似然函数，由遗传全局搜索为泰勒展开提供合适的初始点，使得定位寻优过程快速、准确；　　4.对超高频信号的累计能量与放电量之间内在联系进行了研究，金属微粒和电晕放电的实验研究表明，超高频信号的累计能量与放电量之间存在二次关系，并且当电压与缺陷严重时它们的累计能量与放电量均有所增加，从测得的超高频信号能够在一定程度上表明缺陷的严重程度。　　5.研究了PD谱图的多重分形特征用于绝缘缺陷类型辨识的原理和方法，提取了PD信号三维谱图正负半周的盒维数、信息维数及多重分形维数的特征量，解决了用三维图谱整体与局部揭示PD信号的本质问题，提高了对绝缘缺陷类型的识别率。　　根据以上基础理论和相关实用技术的研究与开发，形成了自己的理论与技术体系，奠定了实用化技术应用的雄厚基础。本项目成果的推广运用，能有效预防变压器事故的发生，降低电网安全稳定运行的成本，减少故障损失，提高供电可靠性。