局部放電在線監測系統主要采用脈沖電流法,但是,實際應用效果往往不夠理想,因為現場環境中局部放電信號的提取較為困難,干擾有時比局部放電脈沖信號強2~3個數量級,而且局部放電測量中的干擾信號是多種多樣的,按頻帶可分為窄帶干擾和寬帶干擾,而按其時域波形特征可分為連續的周期性干擾、脈沖型干擾和白噪聲3類,連續的周期性干擾包括:電力系統載波通信和高頻保護信號引起的干擾、無線電干擾。此類干擾的波形通常是高頻正弦波,有固定的頻率和頻帶寬度。脈沖型干擾信號包括:供電線路或高壓端的電暈放電、電網中的開關及晶閘管整流設備閉合或開斷引起的脈沖干擾、電力系統中其他非監測設備放電引起的干擾、試驗線路或鄰近處的接地不良引起的干擾、浮動電位物體放電引起的干擾、設備的本機噪音和其他的隨機干擾。此類干擾在時域上是持續時間很短的脈沖信號,而在頻域上是包含多種頻率成分的寬帶信號,具有與局部放電信號相似的時域和頻域特征。
白噪聲包括各種隨機噪聲,如變壓器繞組的熱噪聲、配電線路及變壓器繼電保護信號線路中由于耦合進入的各種噪聲以及監測線路中的半導體器件的散粒噪聲等。因此,如何有效地識別和抑制干擾,獲得可靠的局部放電信號就成為局放在線監測中需要解決的問題。
局部放電在線監測抗干擾措施已有很多方法,有的已應用于監測系統,由于干擾是多樣的,表現出的特性也不同,用一種方法來有效地抑制所有的干擾是不可能的,針對不同的干擾源,需采取不同的措施,綜合運用,達到抗干擾的目的。抑制干擾的措施有消除干擾源、切斷干擾途徑和干擾的后處理三種方法。對于因系統設計不當引起的各種噪聲,可以通過改進系統結構、合理設計電路、增強屏蔽等加以消除;保證測試回路各部分良好連接,可以消除接觸不良帶來的干擾;提供一點接地,消除現場的孤立導體,可以消除浮動電位物體帶來的干擾;通過電源濾波可以抑制電源帶來的干擾;屏蔽測試儀器,可以抑制因空間耦合造成的干擾。而對于其他的通過測量傳感器進入監測系統的干擾,則需要通過各種硬件和軟件的方法,進行干擾的后處理來抑制。這些措施主要包括頻域開窗和時域開窗。頻域開窗利用周期型干擾在頻域上離散的特點對其加以抑制;時域開窗利用脈沖干擾在時域上離散的特點來消除。對于這兩種處理方法,應采用頻域開窗在前、時域開窗在后的原則。近年來,小波分析的發展,又開辟了通過時—頻分析來抑制干擾的新思路。
目前抑制干擾的方法和思路雖很多,但真正成功地用于監測系統的不多,有的效果并不理想。需要在理論和應用方面作進一步的研究,如噪聲干擾的特性,特別是對排除了載波干擾和無線電干擾等已知的且較易排除的強大干擾后的其它干擾的特性、局部放電脈沖在電力設備中的傳播規律等。
近年來,局部放電監測已廣泛用于評定電力設備的絕緣狀態,但由于現場存在大量干擾信號,局放在線監測系統的靈敏度和監測的可靠性受到了嚴重的影響。因此干擾的消除和抑制是電力設備局部放電在線監測的一個關鍵技術問題。
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