參數(shù)優(yōu)化SVM算法的交聯(lián)電纜局部放電模式識別

在電力系統(tǒng)的運行中,如何保證電力電纜的絕緣性能良好是配網(wǎng)中的難點.本文主要介紹統(tǒng)計學(xué)習(xí)理論的核心思想,討論基于統(tǒng)計學(xué)習(xí)理論的svm方法,研究主成分分析和支持向量機二者相結(jié)合的方法用于xlpe電力電纜缺陷識別.希望對電力電纜的安全運行具有一定的指導(dǎo)意義.

為了克服傳統(tǒng)局部放電模式識別中特征量過度依賴工頻電壓相位信息的缺點,基于放電幅值、放電重復(fù)頻率和連續(xù)兩次放電時間間隔等電氣參量,提取了6個不依賴于相位信息的統(tǒng)計特征,并利用費歇爾判別法對提取的特征參量進行了有效判別歸類.實驗結(jié)果表明:提取的非相位統(tǒng)計特征參量物理意義明確、表達方式簡潔,采用費歇爾判別法可以對其進行準確、快速判別歸類.

局部放電水平是衡量交聯(lián)電纜品質(zhì)的一個重要指標。為此,對影響交聯(lián)電纜局部放電水平的因素進行了詳盡的分析。指出交聯(lián)電纜生產(chǎn)時應(yīng)對導(dǎo)體原材料、導(dǎo)體絞合、交聯(lián)擠塑、金屬屏蔽、電纜生產(chǎn)時防護等方面進行全面的質(zhì)量控制,將會確保產(chǎn)品的質(zhì)量,最終提高交聯(lián)電纜的局部放電水平。

隨著人們對電力資源需求的不斷提高,電力電纜得到了十分廣泛的應(yīng)用,相應(yīng)的局部放電模式識別技術(shù)水平也取得了顯著的提高。本文闡述了傳感器的設(shè)計、電力電纜局部放電抗干擾以及基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的電纜局部放電模式方面的內(nèi)容,為電力電纜局部放電模式識別技術(shù)的發(fā)展提供理論基礎(chǔ)。

電纜接頭的局部放電現(xiàn)象是戶外環(huán)網(wǎng)柜絕緣故障的主要表現(xiàn)形式,本文利用電磁耦合法對電纜頭局部放電進行檢測,建立環(huán)網(wǎng)柜電纜局部放電檢測實驗平臺,應(yīng)用局放儀測得的局放量作為局放發(fā)生判據(jù),運用小波變換理論濾除信號中的噪聲干擾,提取有效信號。通過大量的實驗分析,選取8mhz-12mhz信號頻譜的功率譜面積作為模式識別的特征向量,利用bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法實現(xiàn)電纜頭的局部放電識別。結(jié)果表明,該方法能有效區(qū)分局部放電發(fā)生與否,具有較高的識別率,為局部放電檢測提供了一種新的算法。

構(gòu)建了交聯(lián)電纜施工及運行過程中的典型絕緣損傷模型——針刺模型,設(shè)計并制作了衰減振蕩波電壓發(fā)生器,分別測量了針刺模型在交流電壓及衰減振蕩波電壓下的局部放電脈沖,對比分析了針刺模型在振蕩電壓下的局部放電的一些基本特征,結(jié)合iec60060-3標準對交聯(lián)電纜采用衰減振蕩波的耐壓試驗與局放測量的可行性進行了探討,對現(xiàn)場綜合評估交聯(lián)電纜主絕緣的狀態(tài)方法進行了實驗室內(nèi)的初步試驗研究。

為提高礦用干式變壓器局部放電模式識別準確率,提出了一種礦用干式變壓器局部放電模式識別方法。首先,采用正交匹配追蹤算法對原始局部放電信號進行去噪,最大程度保留原始局部放電信號的有用信息；然后,通過自回歸模型提取去噪后局部放電信號的自回歸系數(shù)特征；最后,將自回歸系數(shù)特征輸入隨機森林集成分類器對局部放電模式進行識別。實驗結(jié)果表明,該方法平均識別準確率達98%。

隨著電力系統(tǒng)規(guī)模的不斷擴大,交聯(lián)電纜使用量越來越多,運行中的電纜由于各種原因,很容易引起絕緣破損,發(fā)生局部放電現(xiàn)象,如果發(fā)現(xiàn)不及時,就有可能會進一步釀成短路事故,帶來嚴重損失。而對于高壓電纜的局放在線監(jiān)測,則由于干擾信號的復(fù)雜性,很難分離局放信號,所以測量困難,監(jiān)測成本較高。該文正是在這一前提下,設(shè)計實現(xiàn)了一套低成本的電纜局放在線監(jiān)測系統(tǒng)。

主要對影響交聯(lián)電纜的局部放電試驗的各種因素進行了分析,特別是對電抗器、電纜假擊穿現(xiàn)象、局放信號采集器、屏蔽室電動大門和局放試驗終端等故障原因,提出了排除各類故障的方法。

問：有哪些因素可能引發(fā)交聯(lián)聚乙烯電纜及其附件局部放電？答：在電場長期作用下，下述原因可能引發(fā)交聯(lián)聚乙烯電纜及其附件絕緣中產(chǎn)生局部放電：（1）周圍環(huán)境中的水分入侵使電纜絕緣局部受潮。

目前，局部放電偏大和絕緣擊穿已經(jīng)成為中壓交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜（以下簡稱中壓交聯(lián)電纜）的兩大問題。各個電纜生產(chǎn)廠家都在極力采取各種措施解決和預(yù)防這兩大問題的發(fā)生。本文從三個方面論述如何防止中壓交聯(lián)電纜局部放電偏大和絕緣擊穿這兩大問題。

1存在的問題局部放電(簡稱局放)測試主要對在線運行的交聯(lián)聚乙烯電纜進行監(jiān)測,通過測試電纜內(nèi)部的微小放電量,判別電纜的絕緣狀況,量化電纜絕緣的老化程度,是一項前沿的電纜在線監(jiān)測技術(shù)。局放測試的是pc——一個十分微小的電荷量單位,所以測試環(huán)境的電磁干擾會嚴重影響它的測試結(jié)果。串聯(lián)諧振試驗作業(yè)方式由于其不會在交聯(lián)聚乙烯電纜內(nèi)部殘留空間電荷,有效避免了電樹枝現(xiàn)象,因此被廣泛應(yīng)用于交聯(lián)聚乙烯電纜的竣工及交

5、試驗方法 （1）拉斷力試驗：拉斷力試驗在拉伸試驗機上進行，環(huán)境溫度20±2℃,從成卷填充條上卷頭取試樣300mm。上下夾鉗距離 200mm，下鉗的下降速度為100mm/min，開動力機，記錄斷裂時的拉力數(shù)值。 （2）其余要求的試驗方法應(yīng)符合下表規(guī)定。 6、檢驗規(guī)則 （1）試驗分例行試驗（r）、抽樣試驗（s）、型式試驗（t）。 （2）檢驗時以同一規(guī)格產(chǎn)品為一個抽樣批次。 （3）每批填充條出廠時必須進行出廠檢驗，出廠檢驗項目為標準全項目，抽樣檢驗項目按批量的5％進行抽檢。若有一根 不符合，則應(yīng)逐根檢驗，剔除不合格品，重新整理組成新的批，供驗收。 （4）試驗項目應(yīng)符合下表規(guī)定。 試驗項目本標準編號試驗類型試驗方法 外觀4.1t、r目測 外徑4.2t、r游標卡尺測量 拉斷力（圓形）3.3t、r本標準5.1 弧形4.2t、r游標卡尺測量 高4.2

輻照交聯(lián)電纜和溫水交聯(lián)電纜的區(qū)別 交聯(lián)的方式分為兩大類，即化學(xué)交聯(lián)和物理交聯(lián)。而化學(xué)交聯(lián)又分為干法交聯(lián)和溫水交聯(lián)二種。干法交聯(lián)的方法是在溫 度達300-400℃的高壓氣體中，經(jīng)過一定的時間使聚乙烯分子鏈交聯(lián)。在此狀況下，氫氧化物已分解為金屬氧化物和水，因此 電纜表面將出現(xiàn)裂紋及水泡，所以干法交聯(lián)的方法是不可用于低煙無鹵材料的。 溫水交聯(lián)的方法是將電線電纜置于90℃的溫水中浸泡5至7小時，在此狀況下，氫氧化物將吸收大量的水份，導(dǎo)致絕緣 電阻下降，直接影響到電纜的綜合性能。 物理交聯(lián)又稱輻照交聯(lián)，是利用電子加速成器產(chǎn)生的高能量電子束流，轟擊絕緣層及護套，將高分子鏈打斷，被打斷的每 一個斷點稱為自由基。自由基不穩(wěn)定，相互之間要重新組合,重新組合后由原來的鏈狀分子結(jié)構(gòu)變?yōu)槿S網(wǎng)狀的分子結(jié)構(gòu)而形 成交聯(lián)，此交聯(lián)方式既無高溫又無水，既能使聚烯烴交聯(lián)，又不影響阻燃性能和電氣性能，所以

華北電力大學(xué) 2009屆電氣專業(yè)畢業(yè)設(shè)計（論文）選題審批表 序 號 課題名稱出題人對學(xué)生要求 課題 性質(zhì) 課題 來源 是否 新題 是否 結(jié) 合實 際 教研室 審批意見 備注 1.負荷預(yù)測方法研究及程序編制劉文穎 成績優(yōu)異且準備報考本人讀 研的同學(xué) bd是是同意 2.電力系統(tǒng)可視化技術(shù)應(yīng)用研究劉文穎 成績優(yōu)異且準備報考本人讀 研的同學(xué) bd是是同意 3.電氣化鐵道電能質(zhì)量評估韓民曉限1人學(xué)習(xí)成績好ab是是同意 4.地區(qū)電網(wǎng)變壓器在線經(jīng)濟運行姚蜀軍沒有大補c、db是是同意2人 5.配電網(wǎng)網(wǎng)損計算及降損分析姚蜀軍沒有大補cb是是同意1人 6.風(fēng)電場規(guī)劃設(shè)計王志強ab是是同意1人 7.風(fēng)力發(fā)電機控制技術(shù)研究王志強ab是是同意1人 8.電網(wǎng)潛供電流抑制措施的仿

針對電梯群控系統(tǒng)中的交通模式識別問題,提出一種基于多值分類支持向量機(svm)的電梯交通模式識別方法。采用直接多值分類svm對采集的電梯交通流數(shù)據(jù)進行分析,得到交通模式分類器,從而解決電梯交通流模式識別中多輸入、多輸出的非線性系統(tǒng)辨識問題。實驗結(jié)果表明,該方法可實現(xiàn)全局最優(yōu)且分類誤差較小,能滿足群控系統(tǒng)的要求。

高壓電力電纜局部放電(pd)測量中,進行絕緣診斷和狀態(tài)評估的一個重要方面是局部放電信號(pds)的識別和放電源分離。傳統(tǒng)的基于局部放電幅值大小檢測的相位統(tǒng)計分析,不足以實現(xiàn)有效的診斷、風(fēng)險評估和基于狀態(tài)的維護。為此,從理論上研究了頻率(即等效帶寬feq)-時間(即等效時間長度teq)分離技術(shù),通過feq-teq平面的簇脈沖來識別局部放電脈沖,并求解出局部放電脈沖信號在feq-teq平面形成緊湊的簇所需要的相似屬性參數(shù)。xlpe絕緣樣片缺陷實驗將氣隙放電、沿面放電和電暈放電不同類型脈沖映射到feq-teq平面;xlpe電纜缺陷實驗將不同位置的相同缺陷放電脈沖映射到feq-teq平面。結(jié)果表明,不同類型的缺陷產(chǎn)生的pd脈沖信號能有效形成自己的簇,電纜不同位置的缺陷產(chǎn)生的pd信號也能形成不同的簇?？梢?feq-teq識別技術(shù)可為高壓xlpe電纜的缺陷類型及放電源分離提供判斷依據(jù)。

分析了電梯各種交通模式的特征,采用模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對交通模式進行識別,確定辨識交通模式的特征值,并用交通流來測試網(wǎng)絡(luò)的正確性。測試結(jié)果表明,應(yīng)用模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對電梯交通模式進行識別可準確地反映交通流的狀況。將交通模式識別的結(jié)果作為派梯的依據(jù),對電梯群控系統(tǒng)根據(jù)不同交通狀況采用相應(yīng)的派梯策略可以起到指導(dǎo)作用。

交聯(lián)電纜

針對交聯(lián)聚乙烯(xlpe)電纜局部放電在線檢測存在的問題,結(jié)合國內(nèi)外電纜局部放電在線檢測方法的研究和應(yīng)用情況,進行分析和比較,提出了xlpe電纜局部放電在線檢測方法.分析結(jié)果表明:對xlpe電纜的局部放電進行在線檢測是及時發(fā)現(xiàn)故障隱患,預(yù)測運行壽命,保障電力電纜安全可靠運行的重要手段.

交聯(lián)電纜電氣參數(shù)參考數(shù)據(jù) 上海優(yōu)生立國際貿(mào)易有限公司（sudkaebl）提供以下數(shù)據(jù)： 導(dǎo)體截面（mm2）直流電阻（ω/km-20℃） 靜電電容量（μf/km） 110kv220kv500kv 8000.02210.220.180.12 10000.01760.230.190.14 12000.01510.260.200.16 16000.01130.290.220.18 20000.0090.320.240.19 25000.00720.350.250.21 220kv電纜參數(shù) 截面 （mm2） 鋁導(dǎo)體 直流電阻 （ω/km-20℃） 銅導(dǎo)體 直流電阻 （ω/km-20℃） 電感 （mh/km） 電容量 （μf/km） 16000.01860.01130.370.22 20000.01490

中壓交聯(lián)聚乙烯(xlpe)電纜系統(tǒng)(電纜附件)故障,大多歸因于生產(chǎn)制造和安裝工藝不當導(dǎo)致的局部缺陷。介紹安裝工藝不當導(dǎo)致的接頭缺陷,并在試驗室內(nèi)實際制作了7種35kvxlpe電纜接頭人工缺陷,獲取了其典型放電譜圖,為在線檢測放電譜圖的診斷提供了缺陷樣本數(shù)據(jù)。