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開關(guān)柜結(jié)構(gòu)對(duì)電磁波傳播特性的影響作用-國浩電氣
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開關(guān)柜結(jié)構(gòu)對(duì)電磁波傳播特性的影響作用

發(fā)布時(shí)間:2020-06-18 01:43:06人氣:

開關(guān)柜
隨著生產(chǎn)力和科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展,電力在整個(gè)國民經(jīng)濟(jì)和人民日常生活中發(fā)揮著越來越重要的作用。無論是高度生產(chǎn)自動(dòng)化的工業(yè)用電還是居民越來越依賴的生活用電,保證供電可靠性都是電力系統(tǒng)必須解決的首要問題。高壓開關(guān)柜在電力系統(tǒng)中起著重要的作用,承擔(dān)著正常線路的投入、退出以及故障線路的切除,對(duì)電網(wǎng)和負(fù)荷的安全、穩(wěn)定運(yùn)行起著控制和保護(hù)的雙重作用。根據(jù)國家電網(wǎng)公司高壓開關(guān)設(shè)備運(yùn)行狀況統(tǒng)計(jì)分析,截止2009年底,公司系統(tǒng)僅12kV-40.5kV開關(guān)柜在運(yùn)量己經(jīng)達(dá)到了33萬面。一旦發(fā)生故障,隨之產(chǎn)生的后果也是十分嚴(yán)重的。直接的危害是被開關(guān)柜所控制保護(hù)的線路、設(shè)備受損,電量損失;間接的危害則是造成用戶大面積停電,影響正常的生產(chǎn)、生活甚至社會(huì)穩(wěn)定。高壓開關(guān)柜的安全穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)刻關(guān)系著電力系統(tǒng)的可靠運(yùn)行。絕緣故障在開關(guān)柜故障中占有很大比例。在絕緣故障的情況下,事故潛伏期會(huì)發(fā)生局部放電(partial discharge,PD)現(xiàn)象。大量統(tǒng)計(jì)分析表明,局部放電是造成絕緣故障的主要原因,也是絕緣劣化的重要征兆。因此,監(jiān)測局部放電可有效地發(fā)現(xiàn)開關(guān)柜內(nèi)部存在的絕緣故障缺陷,從而及時(shí)進(jìn)行針對(duì)性檢修,免除故障排查的繁瑣和人力、物力、財(cái)力的浪費(fèi),避免停電事故的發(fā)生。開關(guān)柜局部放電監(jiān)測方法主要有脈沖電流法、超聲波法、射頻法、紫外脈沖監(jiān)測法、暫態(tài)對(duì)地電壓(transient earth voltage, TEV)法、超高頻(ultra high frequency, UHF)法。  UHF法是通過監(jiān)測開關(guān)柜局部放電過程產(chǎn)生的UHF電磁波信號(hào)實(shí)現(xiàn)局部放電監(jiān)測,由英國中央電力局(CEGB)實(shí)驗(yàn)室于20世紀(jì)80年代初期提出。在高壓開關(guān)柜運(yùn)行現(xiàn)場,變電站背景噪聲和空氣中電暈干擾其頻率通常小于400MHz。因此,在超高頻范圍內(nèi)(500-1500MHz)提取局部放電產(chǎn)生的超高頻信號(hào),外界干擾信號(hào)少,因而檢測系統(tǒng)受外界干擾影響小,可以極大地提高高壓開關(guān)柜局部放電在線監(jiān)測的可靠性和靈敏度。

高壓開關(guān)柜是由高壓斷路器、負(fù)荷開關(guān)、接觸器、高壓熔斷器、隔離開關(guān)、接地開關(guān)、互感器,控制、測量、保護(hù)、調(diào)節(jié)裝置,以及內(nèi)部連接件、附件、外殼和支持件等組成的成套配電裝置。復(fù)雜的內(nèi)部結(jié)構(gòu)對(duì)局部放電輻射產(chǎn)生的UHF電磁波具有折反射、散射、以及衍射等作用,從而導(dǎo)致接收到的PD信號(hào)失真,存在UHF信號(hào)幅值的衰減、波形的畸變、時(shí)延等現(xiàn)象,這些影響跟電磁波的傳播距離和傳播路徑有直接的關(guān)系。電磁波傳播過程造成的信號(hào)失真使得傳感器及時(shí)檢測到PD信號(hào)和根據(jù)檢測到的PD信號(hào)對(duì)故障進(jìn)行定位發(fā)生困難,所以欲對(duì)開關(guān)柜中的局放源實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確定位以及傳感器合理化布局,就必須深入了解電磁波在開關(guān)柜中的傳播特性,展開開關(guān)柜結(jié)構(gòu)對(duì)局部放電UHF電磁波傳播特性的影響研究。開關(guān)柜一般電壓相對(duì)較低,局部放電監(jiān)測方面重視不夠?;赨HF法的開關(guān)柜局部放電監(jiān)測系統(tǒng)研究還比較匾乏,考慮到不同環(huán)境電磁波傳播特性的差異,不能簡單的將GIS和變壓器UHF監(jiān)測法的研究成果簡單應(yīng)用于開關(guān)柜。此外,開關(guān)柜內(nèi)部封閉空間狹小,結(jié)構(gòu)緊湊,在展開傳播特性研究基礎(chǔ)上考慮開關(guān)柜結(jié)構(gòu)對(duì)各類時(shí)延算法的影響分析,比較研究各類時(shí)延估計(jì)算法在開關(guān)柜實(shí)際運(yùn)行情況下的適用性,對(duì)基于UHF法的開關(guān)柜故障定位以及開關(guān)柜超高頻監(jiān)測系統(tǒng)的開發(fā)研究都具有一定的指導(dǎo)作用。

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