文档介绍：重庆大学
硕士学位论文
气体绝缘组合电器局部放电混合信号盲分离研究
姓名:王存超
申请学位级别:硕士
专业:电气工程
指导教师:唐炬
2010-05
重庆大学硕士学位论文中文摘要

摘要

气体绝缘组合电器(Gas Insulated Switchgear,GIS)内部产生局部放电(Partial
Discharge,PD)是引发事故的重要因素之一。又因 GIS 内部结构的复杂性和局部放
电的随机性,使得其内部可能存在组合绝缘缺陷。从组合绝缘缺陷的局放信号中
提取单一绝缘缺陷局放信息对 GIS 的安全稳定运行具有重要意义。而组合绝缘缺
陷局放混合信号的分离是主要难题。
本文在分析现有的 GIS 模拟试验装置不足的基础上,设计了适合组合绝缘缺
陷局部放电实验的 T 型 GIS 模拟装置,该装置亦可以模拟 L 型和直线型 GIS。设
计了三种人工物理缺陷模型,并搭建了局部放电超高频(UHF)检测的试验系统。
借鉴“鸡尾酒会”问题的处理方法,首次引入盲源分离(Blind Sources Separation,
BSS)理论对组合绝缘缺陷局部放电混合信号进行分离研究。针对 UHF PD 信号的
非平稳特性,采用二阶非平稳源(SONS)分离算法分离脉冲混合信号。为了抑制
白噪声干扰对分离效果的影响,对传感器检测到的混合信号进行了白化预处理,
使得 SONS 分离算法更加稳健。并用分离评价参数性能指标(PI)和信号干扰比(SIR)
对分离效果进行了评价。
在 GIS 试验模拟装置上通过调整绝缘缺陷的物理尺寸与放置位置,获得了幅
值可比的单一绝缘缺陷的 UHF PD 信号;采用线性瞬时混合矩阵 H ,构建出 NM
和 NP 两种组合绝缘缺陷局部放电人工混合信号,并用 SONS 分离算法对其进行分
离,通过调整分离参数设置,找到满足分离效果的最佳参数设置范围,为随机混
合信号的分离提供了参数选择方式。
采用蒙特-卡罗(Monte Carlo)方法对由任意线性瞬时混合矩阵 H 构建的混合信
号进行了分离统计,统计结果表明 SONS 分离算法对 GIS 内组合绝缘缺陷诱发的
PD 任意线性瞬时混合信号具有较强的分离适应能力。本文对该算法的实用性进行
了测试,实测混合信号的分离指标表明,SONS 分离算法同样具有很好的分离效果。
同时,该分离算法可推广应用到两种以上 PD 混合信号的分离,为后续对组合绝缘
缺陷类型的辨识提供方便。

关键词:气体绝缘组合电器,组合绝缘缺陷,局部放电,SONS 分离算法,蒙特-
卡罗方法

I
重庆大学硕士学位论文英文摘要

ABSTRACT

Partial discharge(PD) in Gas Insulated Switchgear(GIS) is one of the important
factors for arising the fault. plex structure of GIS and the randomness of partial
discharge lead to the existence of multiple insulation defects in GIS. Extracting the
single partial discharge information from the signals of multiple insulation defects
partial discharge is significant for safe operation of GIS. And the separation of partial
discharge mixing signals is the main puzzle.
This paper designed a T-shape GIS model for multiple insulation defects partial
discharge experiment based on the analysis the shortage of the existing GIS test model.
And this GIS model can simulate L-shape and line-shape GIS. This paper also designed
three kinds of defect models and built the UHF detection system of partial discharge.
Borr