GIS在线故障监测.ppt

气体绝缘全封闭组合电器（GIS） 在线故障诊断技术研究 答辩人：徐 珏 导 师：马 宏忠 2015年6月6日 目录页 contents 01 选题背景及研究意义 02 故障类别与诊断方法 03 在线故障诊断技术 04 基于振动的故障诊断 05 总结与展望 1、选题背景及研究意义 GIS --- SF6全封闭式组合电器（Gas Insulated Switchglar） SF6全封闭式组合电器，是将除变压器外的其他电气设备经优化设计，封闭在一个密闭的金属容器内，有机的组合成一个整体。 1.占地面积小，可安放在厂房内，天气影响小。 2.安装方便，积木式结构，分块运输，现场安装成套。 3.可靠性更高，保障工作人员的安全。 4.噪声小，对周边居民的噪声影响小。 优势 1、选题背景及研究意义 存在的问题 封闭特性，故障发生后难以检测。故障容易引发大型事故。 研究意义 GIS设备在线监测及故障诊断技术的研究，其目的为对GIS设备内部不可见故障的实时监测诊断。监测与诊断技术的发展，能够快速识别并给出设备内部的运行情况，大大减少运行的成本，对工作人员的人生安全以及设备的保护也起到了很大的作用。 GIS主要结构 积木式结构,模块化生产运输，在现场组合成套，能满足施工过程中的各类实际需求。安装一套完整的GIS系统，只需在现场将若干个隔位对接安装即可。 构成元件： （1）断路器（2）隔离开关（3）接地开关（4）电压互感器（5）电流互感器（6）母线（7）SF6气体（8）其他基本元件：基本的避雷器，套管，电缆终端 2、故障类别与诊断 故障分类 操作机构故障 特有故障 为开关断路器故障，由开关断路器固有的检测系统来保护 GIS故障检测的主要对象，本课题的研究方向 2、故障类别与诊断 故障的监测与诊断 对SF6气体特性的检测 特有故障的检测 对局部放电的检测（电信号，声信号，振动信号等） 2、故障类别与诊断 故障的监测与诊断 对SF6气体特性的检测 1.压力的检测：压力表或密度继电器来监测气体压强 2.微水量的检测：便携式微水测量仪器，采用露点法原理，通过测量微水环境下的结露温度和气体压力来间接求得水分含量 3.气体成分的检测 气相色谱法 检测管法 红外谱图法 动态离子法 2、故障类别与诊断 故障的监测与诊断 1.超高频检测法：通过对电信号的监测来诊断 2.超声波检测技术：对声波信号的监测来诊断故障 3.耦合电容法：也叫作脉冲电流法。这种方法通过用贴在GIS外壳上的电容电极来耦合因局部放电引起的在导体上的电压变化 4.光学法：用光电增倍器作为采集信号的元件，采集局部放电的光信号来对设备进行监测 5.红外测温技术：通过红外热象仪有效地监测局部放电 引起的温度升高 对局部放电的检测 3、在线故障诊断技术 诊断方法的一般分类 （1）传统的故障诊断方法 利用振动、声、光、热、电、磁、射线、化学变化等手段，根据观测到的变化规律以及一些故障特征，可以直接对故障进行检测和诊断。这种方法形象、快速、简单有效。 （2）智能故障诊断方法 基于浅知识的智能专家诊断和基于深知识的诊断方法主要工作原理是通过对以往数据的学习分析，来对现在的及时数据诊断。 （3）数学方法故障诊断 利用各种数学方法，借助于各种高效的数学工具对故障进行诊断。一般有模式识别诊断方法、模糊数学的处理方法、概率统计的诊断方法。还有基于小波变换，神经网络算法，支持向量机等的诊断方法 3、在线故障诊断技术 故障信号的处理 信号传感器 信号的降噪 后台系统分析（模式识别故障） 信号降噪技术 在GIS设备工作环境中，有许多其他电气设备，如变压器，开关等。这些设备在运行时通常会产生一些无用的噪音，混入GIS信号中，影响对数据信号的分析。信号的降噪主要任务就是滤去外部噪音，使信号趋向于单一化的表现GIS的信息。 使用小波分析可以将原始信号分解为一系列的近似分量和细节分量，信号的噪声主要集中表现在信号的细节分量上。使用一定的阈值处理细节分量后，再经过小波重构就可以得到平滑的信号。 3、在线故障诊断技术 小波降噪技术 小波分解 阈值处理 信号重构 连续小波变换 离散小波变换 3、在线故障诊断技术 小波降噪技术 选择合适的阈值，小波分解后，重构可以达到去除噪声的目的。 1）Stein无偏似估计阈值（rigsure）：利用Stein无偏/似然估计原理，对给定的阈值 似然估计，再将非似然 最小化，得到所选的阈值； 2）长度对数阈值（sqtwolong）：把具有最小极大方差的阈值 乘以 3)启发式sure阈值（heursure）：通过启发函数，在前两种阈值中自动选择一种作为阈值； 4）极大极小阈值（minimaxi）：考虑到最坏的情况，求未知