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開關櫃結構對電磁波(bō)傳播特(tè)性的影(yǐng)響作用

發布時(shí)間:2020-06-18 01:43:06人氣:

開關櫃
隨著(zhe)生產力和科學技術的迅速發展,電力在整個(gè)國(guó)民經濟和人民日常生(shēng)活(huó)中發揮著越來越重要的作用。無論是高度生產自動化的工(gōng)業用電還是(shì)居民越來越依賴的生活用電,保證供電可靠(kào)性都是電力係統必須(xū)解決的首要問題。高壓開關櫃在電力係統中起著重要的作用,承擔著正常線路的投入、退出以及故障線路(lù)的切除,對電(diàn)網和負荷的安全、穩(wěn)定運行起著控製和保護的雙重作用。根據國家電網公司(sī)高壓開關設備運行狀況統計分析,截止2009年底,公司(sī)係統僅12kV-40.5kV開關櫃在運(yùn)量己經(jīng)達到了33萬麵。一旦發生故障,隨之產生的後果(guǒ)也是十分嚴重的。直接的危害是(shì)被開關櫃所控(kòng)製(zhì)保護的線路、設備受損,電量損失;間接的危害(hài)則是造成用戶大麵積停電,影響正常的生產、生活甚(shèn)至社會穩定。高壓開關櫃的(de)安全穩定運行時刻(kè)關係著電力係統的可靠運行。絕緣故障在開關櫃故障中占(zhàn)有很大比例。在絕緣故(gù)障的情況下,事(shì)故潛伏期會發生局(jú)部放電(partial discharge,PD)現象。大量統計分析表明,局部放電是造成絕緣故障的主要原因,也是(shì)絕緣(yuán)劣(liè)化的重要征兆。因此,監測局部放電可有效地發現開關櫃內部存在的(de)絕緣故障缺(quē)陷,從而及時進(jìn)行(háng)針對性檢修,免除故障排查的繁瑣和人力、物力、財力的浪費,避免停(tíng)電事故的發生。開關櫃局部(bù)放電監測方法主要有脈衝電流法、超聲(shēng)波法、射頻法、紫外脈衝監測法、暫態對地電壓(transient earth voltage, TEV)法、超高頻(pín)(ultra high frequency, UHF)法。  UHF法是通過監測開關(guān)櫃局部放電過(guò)程產生的UHF電磁波信號實現局部放電監測,由英國中央電力(lì)局(CEGB)實驗室於20世紀80年代初期提出。在高(gāo)壓開關櫃運行現場,變電站背景噪聲和空氣中電暈幹擾其頻率通常小於400MHz。因此,在超高頻範圍內(500-1500MHz)提取局部放電產生的超(chāo)高頻信號,外界幹擾信號少,因而檢測係統(tǒng)受外界幹擾影響小,可以極大地提高高壓開(kāi)關櫃局部放電在線監測的可靠性和靈敏度。

高(gāo)壓開關櫃是(shì)由高壓斷路器、負荷開關、接觸器、高壓熔斷器、隔離開關、接地開關、互感器,控製、測量、保護(hù)、調節裝(zhuāng)置,以及內部連(lián)接件、附(fù)件、外殼(ké)和支(zhī)持件等組成的成套配電裝置。複雜的內部結構(gòu)對局部放電輻(fú)射產生的UHF電磁波具有折反射、散(sàn)射、以及衍射等作用,從而導致接收到的PD信(xìn)號(hào)失真,存在UHF信號幅值的衰減、波(bō)形的畸變、時延等現象,這些影響跟電(diàn)磁波(bō)的傳播距離和(hé)傳(chuán)播路徑有直(zhí)接的關係。電磁波(bō)傳播過程(chéng)造成的信號失真使得傳感器及時檢測到PD信號和根據檢測到的(de)PD信號對故(gù)障進(jìn)行定位發生困(kùn)難,所以(yǐ)欲對開關櫃中(zhōng)的局放源實現準確定位(wèi)以及傳感器合理化布局(jú),就必須深(shēn)入了解電磁波在開關櫃中的傳播特性,展開開關櫃結構對局(jú)部放電UHF電磁波傳播特(tè)性的影響研(yán)究。開關櫃一般電壓相對(duì)較低,局部放電監測方麵重視不夠。基於UHF法的開關櫃局部放電監測係統研究還比較匾乏,考慮(lǜ)到不同環境電磁波傳播特性的差異,不能簡單的將GIS和變壓器UHF監測法的研究成果簡單(dān)應(yīng)用於開關櫃。此外,開關櫃內部封閉空間狹小,結構緊湊,在展開傳播特性研(yán)究基礎上(shàng)考慮開(kāi)關櫃結構對各類時延算法(fǎ)的影響分析,比較研究各(gè)類時延估計算法在(zài)開關櫃實際運(yùn)行情況下的適用性,對基於(yú)UHF法的開關櫃故障定位以及開(kāi)關(guān)櫃超高頻監測係統的開發研究都具有一定的指(zhǐ)導作用。

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