GIS局部放電監(jiān)測及診斷系統(tǒng)技術交流培訓課件

1、概要DMS介紹高壓設備的在線監(jiān)測高頻局放監(jiān)測的原理絕緣監(jiān)測概念UHF 耦合器PDM超高頻局放監(jiān)測系統(tǒng)局放案例 1GIS局部放電監(jiān)測及診斷系統(tǒng)技術交流10/2/2022概要DMS介紹1GIS局部放電監(jiān)測及診斷系統(tǒng)技術交流10/1DMS介紹2GIS局部放電監(jiān)測及診斷系統(tǒng)技術交流10/2/2022DMS介紹2GIS局部放電監(jiān)測及診斷系統(tǒng)技術交流10/1/2Diagnostic Monitoring Systems (DMS)DMS公司(Diagnostic Monitoring Systems Ltd,UK)是由Dr.Prof Owen Farish, Dr Brian Hampton and Mr

2、 John Pearson 于1993年創(chuàng)立，至今已有你17年的歷史；目前DMS公司是美國Qualitrol/Danaher旗下的全資子公司；DMS公司的創(chuàng)始人是超高頻局部放電監(jiān)測技術的發(fā)明者，由于他們在高壓設備在線診斷及監(jiān)測方面的卓越貢獻，2006年他們受到英國女王的接見和嘉獎；DMS的總部和研發(fā)、生產中心在英國 Glasgow； DMS公司是第一家商業(yè)化采用UHF方法進行局部放電在線監(jiān)測,是電力設備狀態(tài)監(jiān)測領域的先驅者；DMS公司領到了高壓設備狀態(tài)監(jiān)測的世界潮流。與英國的知名學府的持續(xù)合作，確保了技術開發(fā)的連續(xù)性。3GIS局部放電監(jiān)測及診斷系統(tǒng)技術交流10/2/2022Diagnostic

3、 Monitoring Systems Diagnostic Monitoring Systems (DMS)第一套UHF局部放電監(jiān)測系統(tǒng)于1991年在英國電力公司投入商業(yè)運行到現在已經有20年時間；與全球知名的GIS制造商均有長期合作的關系，如： ABB, Areva, Siemens, 西開, 平開，沈開，平高東芝，韓國現代, 三菱, 日立, 東芝，Ganz，是全球高壓設備局部放電在先監(jiān)測即診斷技術推廣使用的先驅者，具有遙遙領先的地位，超過180套投入商業(yè)運行的系統(tǒng)使得DMS公司在全球市場占有量達85%以上；4GIS局部放電監(jiān)測及診斷系統(tǒng)技術交流10/2/2022Diagnostic Mo

4、nitoring Systems DMS公司的業(yè)務活動DMS公司是全球唯一的可提供變電站、電廠高壓設備在線監(jiān)測總體解決方案的最有經驗的公司；在自行研發(fā)、生產的GIS局部放電在線監(jiān)測、變壓器局部放電在線監(jiān)測、套管、絕緣子在線監(jiān)測系統(tǒng)、發(fā)電機局部放電在線監(jiān)測的平臺上，還可以集成高壓電纜局部放電在線監(jiān)測、常規(guī)變電站高壓設備綜合局部放電在線監(jiān)測和定位、發(fā)電機振動在線監(jiān)測等，形成變電站高壓設備在線監(jiān)測的總體解決方案；DMS公司還擁有豐富的GIS局部放電、SF6氣體、斷路器、弧光等綜合監(jiān)測系統(tǒng)地解決方案案例。DMS公司的資深專家團隊是一支可以向客戶提供局部放電監(jiān)測診斷專家級服務的最具有實力的團隊，曾為國內

5、外的客戶提供了大量的專家級診斷服務。5GIS局部放電監(jiān)測及診斷系統(tǒng)技術交流10/2/2022DMS公司的業(yè)務活動DMS公司是全球唯一的可提供變電站、電廠DMS 服務為客戶設計和發(fā)展特別的服務狀態(tài)監(jiān)測基于超高頻的局放監(jiān)測系統(tǒng)其他狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)（非局放）安裝和運行PDM售后服務和技術支持專家分析局部放電并解決故障運行狀況回訪GIS設備調試期間的局放監(jiān)測6GIS局部放電監(jiān)測及診斷系統(tǒng)技術交流10/2/2022DMS 服務為客戶設計和發(fā)展特別的服務6GIS局部放電監(jiān)測及高壓設備的在線監(jiān)測7GIS局部放電監(jiān)測及診斷系統(tǒng)技術交流10/2/2022高壓設備的在線監(jiān)測7GIS局部放電監(jiān)測及診斷系統(tǒng)技術交流10局

6、部放電事故現場8GIS局部放電監(jiān)測及診斷系統(tǒng)技術交流10/2/2022局部放電事故現場8GIS局部放電監(jiān)測及診斷系統(tǒng)技術交流10/通過對設備運行狀態(tài)的連續(xù)檢測，可以對設備在運行中所產生的問題實現早期預警，延長設備的服務年限。在條件成熟時，改變現行的定期檢修和維護到狀態(tài)檢修，以節(jié)省大量的維護、檢修費用。由于GIS較大比例的故障率來自于維護和檢修工作，減少不必要的定期維護和檢修,可以大大降低設備故障率。由于得到了故障的早期預警，避免了設備故障的擴大和由與GIS擊穿事故造成電力系統(tǒng)的事故跳閘的重大損失。通過局放在線監(jiān)測及診斷系統(tǒng)，運行維護人員可以隨時掌握設備的運行狀態(tài)，不必每時每刻都在擔心會出現不可

7、預見的事故。為什么要安裝局放在線監(jiān)測及診斷系統(tǒng)9GIS局部放電監(jiān)測及診斷系統(tǒng)技術交流10/2/2022通過對設備運行狀態(tài)的連續(xù)檢測，可以對設備在運行中所產生的問題PDM系統(tǒng)應當安裝關鍵的輸電網絡中，如電站和主要商業(yè)和工業(yè)負荷。當設備處于惡劣的運行狀態(tài)可能有危險發(fā)生時，例如周期性過負載。當GIS設備到了老化期，需要延長使用壽命。當懷疑設備存在運行缺陷(系統(tǒng)性故障) ，需要監(jiān)測的。什么時候需要安裝PDM 系統(tǒng) ?10GIS局部放電監(jiān)測及診斷系統(tǒng)技術交流10/2/2022什么時候需要安裝PDM 系統(tǒng) ?10GIS局部放電監(jiān)測及診斷GIS 故障絕緣缺陷57.3%機械故障18.1%漏氣12.4%其他12

8、.3%主要故障原因 主要故障發(fā)生率: 1.8 CB/ 100CB-每年 主要故障原因: 絕緣性故障57.3%11GIS局部放電監(jiān)測及診斷系統(tǒng)技術交流10/2/2022GIS 故障絕緣缺陷機械故障漏氣其他主要故障原因 故障率1.8/100 CB每年服務年數GIS 主要故障GIS 主要故障率上升（運行25年之后)12GIS局部放電監(jiān)測及診斷系統(tǒng)技術交流10/2/2022故障率1.8/100 CB每年服務年數GIS 主要故障12G24670173227117174215166172189227121196342153194386139207477118190398107261822157020040

9、0600800100012001400事故數量03791315192125服務年限其他維護產生的缺陷設備檢修GIS故障數量與服務年限的統(tǒng)計圖13GIS局部放電監(jiān)測及診斷系統(tǒng)技術交流10/2/2022246701732271171742151661721892PDM在變電站安裝的位置14GIS局部放電監(jiān)測及診斷系統(tǒng)技術交流10/2/2022PDM在變電站安裝的位置14GIS局部放電監(jiān)測及診斷系統(tǒng)技術超高頻局部放電的原理15GIS局部放電監(jiān)測及診斷系統(tǒng)技術交流10/2/2022超高頻局部放電的原理15GIS局部放電監(jiān)測及診斷系統(tǒng)技1- 導體上的毛刺放電 (固定粒子放電)2- 管壁上的毛刺放電 (固

10、定粒子放電)3- 部件松動放電 (連接不見接觸不良)4- 自由粒子引起的放電5- 絕緣子表面污穢產生的放電6- 絕緣子內部空穴及絕緣件與內嵌件的氣泡產生的放電GIS中局部放電的起因超高頻局部放電的原理16GIS局部放電監(jiān)測及診斷系統(tǒng)技術交流10/2/20221- 導體上的毛刺放電 (固定粒子放電)2- 管壁上的毛刺放超高頻局放原理超高頻局放監(jiān)測要求局部放電發(fā)生在一個封閉的金屬室里。局部放電脈沖在金屬室里激發(fā)多重寬帶共振PDM系統(tǒng)采集這些共振超高頻信號并作出分析。17GIS局部放電監(jiān)測及診斷系統(tǒng)技術交流10/2/2022超高頻局放原理超高頻局放監(jiān)測要求局部放電發(fā)生在一個封閉的金屬超高頻耦合器輸出

11、波形waveform100 ns封閉金屬罐, 1 m3空氣(自由空間)圓柱套管的輪廓(r = 5.5)超高頻設備導體 E +E -PD 脈沖0.5 ns超高頻局部監(jiān)測原理18GIS局部放電監(jiān)測及診斷系統(tǒng)技術交流10/2/2022超高頻輸出波形waveform100 ns封閉金屬罐空氣(圓局部放電監(jiān)測的原理超高頻方法可以固有地屏蔽外部“空氣電暈”噪聲，因為它是以較低的頻率發(fā)生。這是因為在SF6 或油 “快速”PD脈沖產生比平?！翱諝怆姇灐鳖l率更高的強信號。19GIS局部放電監(jiān)測及診斷系統(tǒng)技術交流10/2/2022局部放電監(jiān)測的原理超高頻方法可以固有地屏蔽外部“空氣電暈”噪UHF 帶寬300-30

12、00 MHz局部脈沖寬度和頻譜 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 0.5 1 0 時間 ( ns ) 局放電流 ( A ) T = 0.2ns, q = 540 pCT = 2.0ns, q = 540 pC 0.001 0.010.111010 6 10 7 10 8 10 9 10 10 頻率 ( Hz ) 幅度譜 (normalized) 變壓器油里的局放脈沖空氣里局放脈沖 在超高頻里的局放脈沖被強烈削弱 超高頻局部放電原理20GIS局部放電監(jiān)測及診斷系統(tǒng)技術交流10/2/2022UHF 帶寬局部脈沖寬度和頻譜 0 1 2 3 4 5 6 超高頻局放監(jiān)測系統(tǒng) 數字化硬件 數據

13、 數據 數據 - 過濾 - 放大 - 采集UHF傳感器 同軸電纜 高壓設備 工譜相位同步 軟件界面 internet, LAN 時鐘 GPS同步21GIS局部放電監(jiān)測及診斷系統(tǒng)技術交流10/2/2022超高頻局放監(jiān)測系統(tǒng) 數字化硬件 數據 數據 數據 -絕緣監(jiān)測概念22GIS局部放電監(jiān)測及診斷系統(tǒng)技術交流10/2/2022絕緣監(jiān)測概念22GIS局部放電監(jiān)測及診斷系統(tǒng)技術交流10/1局放監(jiān)測的第一個目的局放監(jiān)測系統(tǒng)應能 連續(xù)的 監(jiān)測 設備并能實時地檢測到 設備絕緣狀態(tài)的任何變化 因此，它應能長期的檢測到局放信號特性開始產生變化的情況，并發(fā)出報警信號。局放信號參數特性為：脈沖幅度 和脈沖的 活躍程

14、度23GIS局部放電監(jiān)測及診斷系統(tǒng)技術交流10/2/2022局放監(jiān)測的第一個目的23GIS局部放電監(jiān)測及診斷系統(tǒng)技術交流局放監(jiān)測的第二個目的局放監(jiān)測系統(tǒng)應能有效的采集和顯示數據，將噪音/干擾叢局放信號中準確的分離出來。局放監(jiān)測系統(tǒng)應能自動地提供故障類型的信息。局放監(jiān)視系統(tǒng)應能夠進一步的分析或連接其它的試驗設備(如TOF測量)24GIS局部放電監(jiān)測及診斷系統(tǒng)技術交流10/2/2022局放監(jiān)測的第二個目的24GIS局部放電監(jiān)測及診斷系統(tǒng)技術交流信號的分步處理局放監(jiān)測系統(tǒng)的任務:監(jiān)測局放的幅度和活躍程度濾除噪音/干擾發(fā)出報警信號提供進一步的局放詳細信息操作人員的任務進一步對監(jiān)測結果進行研究決定設備報

15、廢/維修25GIS局部放電監(jiān)測及診斷系統(tǒng)技術交流10/2/2022信號的分步處理局放監(jiān)測系統(tǒng)的任務:25GIS局部放電監(jiān)測及診超高頻耦合器26GIS局部放電監(jiān)測及診斷系統(tǒng)技術交流10/2/2022超高頻耦合器26GIS局部放電監(jiān)測及診斷系統(tǒng)技術交流1窗式耦合器 卡式耦合器內置式耦合器GIS超高頻耦合器類型超高頻耦合器27GIS局部放電監(jiān)測及診斷系統(tǒng)技術交流10/2/2022窗式耦合器 卡式耦合器內置式耦合器GIS超高頻耦合器類型超高內置式耦合器內置式超高頻耦合器28GIS局部放電監(jiān)測及診斷系統(tǒng)技術交流10/2/2022內置式耦合器內置式超高頻耦合器28GIS局部放電監(jiān)測及診斷系卡式耦合器，安裝

16、在沒有金屬屏蔽的絕緣子。外置式超高頻耦合器29GIS局部放電監(jiān)測及診斷系統(tǒng)技術交流10/2/2022卡式耦合器，安裝在沒有金屬屏蔽的絕緣子。外置式超高頻耦合器2ABB ELK-3 卡式耦合器間隔絕緣子的金屬環(huán)金屬環(huán)進入內部的絕緣口30GIS局部放電監(jiān)測及診斷系統(tǒng)技術交流10/2/2022ABB ELK-3 卡式耦合器間隔絕緣子的金屬環(huán)金屬環(huán)進入內耦合器靈敏度定義耦合器靈敏度 = V0 (v) / E (v.mm-1)= 有效高度 He (mm)31GIS局部放電監(jiān)測及診斷系統(tǒng)技術交流10/2/2022耦合器靈敏度定義耦合器靈敏度 31GIS局部放電監(jiān)測及診斷系耦合器測量 Vc (t)應用 FF

17、T 得到 Vc (f)除以 E(f) 得到 He(f)探測器測量 Vp (t)應用FFT 得到 Vp (f)應用 探測校準 k(f) 得到 E(f)輸入脈沖探測器 (耦合器) 輸出GTEM cellHeEfffVVpt32GIS局部放電監(jiān)測及診斷系統(tǒng)技術交流10/2/2022耦合器探測器輸入脈沖探測器 (耦合器) 輸出GTEM cel耦合器校正臺數字化儀PC定時信號注入 信號測試耦合器3米長GTEM室33GIS局部放電監(jiān)測及診斷系統(tǒng)技術交流10/2/2022耦合器校正臺數字化儀PC定時信號注入 測試耦合器3米長33G DMS Ltd - Page 3434GIS局部放電監(jiān)測及診斷系統(tǒng)技術交流1

18、0/2/2022 DMS Ltd - Page 3434GIS局部放電監(jiān)校準耦合器在一個給定的頻率范圍內測量它的靈敏度靈敏度 = 輸出 (v) / UHF場 (v/mm) = 有效高度H e (mm) NGC 要求:頻率范圍 500-1500 MHz平均高度 He 6.0 mm35GIS局部放電監(jiān)測及診斷系統(tǒng)技術交流10/2/2022校準耦合器在一個給定的頻率范圍內測量它的靈敏度35GIS局部超高頻耦合器校準 36GIS局部放電監(jiān)測及診斷系統(tǒng)技術交流10/2/2022超高頻耦合器校準 36GIS局部放電監(jiān)測及診斷系統(tǒng)技術交流1內置耦合器靈敏度圖37GIS局部放電監(jiān)測及診斷系統(tǒng)技術交流10/2/

19、2022內置耦合器靈敏度圖37GIS局部放電監(jiān)測及診斷系統(tǒng)技術交流1窗式耦合器靈敏度圖38GIS局部放電監(jiān)測及診斷系統(tǒng)技術交流10/2/2022窗式耦合器靈敏度圖38GIS局部放電監(jiān)測及診斷系統(tǒng)技術交流1外置耦合器靈敏度圖39GIS局部放電監(jiān)測及診斷系統(tǒng)技術交流10/2/2022外置耦合器靈敏度圖39GIS局部放電監(jiān)測及診斷系統(tǒng)技術交流1GIS設備的PDM局放在線監(jiān)測系統(tǒng)40GIS局部放電監(jiān)測及診斷系統(tǒng)技術交流10/2/2022GIS設備的PDM局放在線監(jiān)測系統(tǒng)40GIS局部放電PDM耦合器典型布局41GIS局部放電監(jiān)測及診斷系統(tǒng)技術交流10/2/2022PDM耦合器典型布局41GIS局部放電

20、監(jiān)測及診斷系統(tǒng)技術交流PDM局放在線監(jiān)測系統(tǒng)傳感器PDM Equipment CabinetOCU42GIS局部放電監(jiān)測及診斷系統(tǒng)技術交流10/2/2022PDM局放在線監(jiān)測系統(tǒng)傳感器PDM Equipment Ca DMS Ltd - Page 43a TDGroup Company OCU的安裝現場43GIS局部放電監(jiān)測及診斷系統(tǒng)技術交流10/2/2022 DMS Ltd - Page 43a TDGroup 雙柜PDM局放在線監(jiān)測系統(tǒng)機柜 移動式單柜44GIS局部放電監(jiān)測及診斷系統(tǒng)技術交流10/2/2022雙柜PDM局放在線監(jiān)測系統(tǒng)機柜 移動式單柜44GIS局部放電Typical sit

21、e schematic (courtesy of NGC)PDM 局放在線監(jiān)測系統(tǒng)系統(tǒng)圖45GIS局部放電監(jiān)測及診斷系統(tǒng)技術交流10/2/2022Typical site schematic (courte深圳大運項目系統(tǒng)圖46GIS局部放電監(jiān)測及診斷系統(tǒng)技術交流10/2/2022深圳大運項目系統(tǒng)圖46GIS局部放電監(jiān)測及診斷系統(tǒng)技術交流1深圳大運項目系統(tǒng)圖47GIS局部放電監(jiān)測及診斷系統(tǒng)技術交流10/2/2022深圳大運項目系統(tǒng)圖47GIS局部放電監(jiān)測及診斷系統(tǒng)技術交流1局部放電在線監(jiān)測軟件SmartSUB48GIS局部放電監(jiān)測及診斷系統(tǒng)技術交流10/2/2022局部放電在線監(jiān)測軟件Smar

22、tSUB48GIS局部放電監(jiān)測及絕緣體表面的缺陷PDM 局放監(jiān)測系統(tǒng)數據顯示49GIS局部放電監(jiān)測及診斷系統(tǒng)技術交流10/2/2022絕緣體表面的缺陷PDM 局放監(jiān)測系統(tǒng)數據顯示49GIS局部放 自由金屬粒子PDM局放在線監(jiān)測系統(tǒng)數據顯示50GIS局部放電監(jiān)測及診斷系統(tǒng)技術交流10/2/2022 自由金屬粒子PDM局放在線監(jiān)測系統(tǒng)數據顯示50GIS局部放浮動電位PDM局放在線監(jiān)測系統(tǒng)數據顯示51GIS局部放電監(jiān)測及診斷系統(tǒng)技術交流10/2/2022浮動電位PDM局放在線監(jiān)測系統(tǒng)數據顯示51GIS局部放電監(jiān)測燈光 手機典型外部噪聲源雷達PDM局放在線監(jiān)測系統(tǒng)數據顯示52GIS局部放電監(jiān)測及診斷系

23、統(tǒng)技術交流10/2/2022燈光 手機典型外部噪聲源雷達PDM局放在局放類型非常復雜,尤其是存在噪聲時。需要專業(yè)的技能正確區(qū)分局部放電的類型。許多設備用戶不是局部放電專家，所以分析數據時需要幫助。PDM提供給用戶一個專業(yè)的軟件，它可以成功地對PD信號進行分類。這個系統(tǒng)是DMS的核心產品之一，它優(yōu)越于所有的競爭對手。PDM局放在線監(jiān)測系統(tǒng)專家系統(tǒng)類型診斷53GIS局部放電監(jiān)測及診斷系統(tǒng)技術交流10/2/2022局放類型非常復雜,尤其是存在噪聲時。PDM局放在線監(jiān)測系統(tǒng)專DMS專家系統(tǒng)使用各種經驗驗證過的軟件技術來對PD進行分類。先進的ANN運算法則，對PD進行類型鑒定。運算法則移除來自移動手機，

24、開關，光等的干擾。ANN 具有一個19年現場和實驗數據的數據庫。PDM局放在線監(jiān)測系統(tǒng)專家系統(tǒng)類型診斷54GIS局部放電監(jiān)測及診斷系統(tǒng)技術交流10/2/2022DMS專家系統(tǒng)使用各種經驗驗證過的軟件技術來對PD進行分類。局放信號噪聲粒子電暈放電氣室放電浮動電位空隙無定義移動電話雷達噪聲馬達噪聲無定義/缺省數據 無定義光step 1step 2二維和三維放電數據PDM 系統(tǒng)仿真神經網絡55GIS局部放電監(jiān)測及診斷系統(tǒng)技術交流10/2/2022局放信號噪聲粒子電暈放電氣室放電浮動電位空隙無定義移動電話雷帶有類型判斷的事件窗口56GIS局部放電監(jiān)測及診斷系統(tǒng)技術交流10/2/2022帶有類型判斷的事

25、件窗口56GIS局部放電監(jiān)測及診斷系統(tǒng)技術交局部放電類型的自動診斷57GIS局部放電監(jiān)測及診斷系統(tǒng)技術交流10/2/2022局部放電類型的自動診斷57GIS局部放電監(jiān)測及診斷系統(tǒng)技術交DMS 專家系統(tǒng)的主要信號分類算法人造神經網絡遺傳學算法庫模糊邏輯學數據規(guī)范系統(tǒng)58GIS局部放電監(jiān)測及診斷系統(tǒng)技術交流10/2/2022DMS 專家系統(tǒng)的主要信號分類算法58GIS局部放電監(jiān)測及診僅使用一個分類算法的問題根據分類器的固有特性，每一個分類器具有不同的優(yōu)點和缺點。就好比每一個醫(yī)學專家具有不同的強項和盲區(qū)一樣。很難找到一個分類器在所有的情況下都可以提供最佳的結果。解決方案是一智能化的方法對每一個分類器

26、的結果進行綜合，得出綜合結論。就好比醫(yī)學專家組對疑難病癥會診的綜合結果一樣。這個結果的準確度，將遠高于一個專家診斷的結果的準確度。理論上說，每一個分類器都會出現一些小比例的錯誤。多個小比例相乘，則錯誤的概率將會降到非常低的比例。（如4個3%連續(xù)相乘，其比例僅為一億分之八十一）. 綜合每個分類器的優(yōu)點，形成綜合的分類結論，將遠優(yōu)于每個分類器的結論的準確度。59GIS局部放電監(jiān)測及診斷系統(tǒng)技術交流10/2/2022僅使用一個分類算法的問題根據分類器的固有特性，每一個分類器具Classifier 1.Classifier 2.Classifier 3.Combination FunctionInpu

27、t VectorInput VectorInput VectorOutput Vector多級分類器系統(tǒng)60GIS局部放電監(jiān)測及診斷系統(tǒng)技術交流10/2/2022Classifier 1.Classifier 2.Clas 局放信號數據庫數據庫的采樣數據是構建一個有效專家系統(tǒng)的重要因素之一。數據庫是用來訓練可訓練的分類器（如ANNs)和用來構建精確完整的專家系統(tǒng)。數據庫必須是真正具有代表性的現實世界數據。61GIS局部放電監(jiān)測及診斷系統(tǒng)技術交流10/2/2022局放信號數據庫數據庫的采樣數據是構建一個有效專家系統(tǒng)的重要因 局放信號數據庫數據庫必須足夠大使得專家系統(tǒng)能夠歸納新的沒有見過的數據。特

28、征矢量和輸出矢量的關系越復雜，就越需要一個更大數量的采樣數據來構建一個精確的分類器。DMS 數據庫包括超過1.8 百萬的數據樣本， 包括實驗數據和19年有價值的現場數據。這些現場數據通過一些不同的GIS生產商生成了許多不同類型的GIS。62GIS局部放電監(jiān)測及診斷系統(tǒng)技術交流10/2/2022局放信號數據庫數據庫必須足夠大使得專家系統(tǒng)能夠歸納新的沒有見特征提取對于不尋常的圖形模式識別使用原始數據作為專家系統(tǒng)的輸入是不實際，不令人滿意的。因此特征精華來自原始數據。特征參數是站在更高的水平上來描述原始數據。特征可以從簡單的平均脈沖幅度變化到更高水平上的統(tǒng)計學參數（如不規(guī)則的尺度）。特征形成輸入矢量

29、到分類器。63GIS局部放電監(jiān)測及診斷系統(tǒng)技術交流10/2/2022特征提取對于不尋常的圖形模式識別使用原始數據作為專家系統(tǒng)的輸特征提取選取的特征提供足夠的信息給分類器映射輸入矢量到理想分類是很重要的。同時通過不相關信息不會引入不必要的復雜給分類器。.在設計一個精確的分類器時，選擇適當的，描述性的和補充性的特征也很重要。64GIS局部放電監(jiān)測及診斷系統(tǒng)技術交流10/2/2022特征提取選取的特征提供足夠的信息給分類器映射輸入矢量到理想分特征提取在選擇適當的特征方面有許多大家都知道的統(tǒng)計技術。與其他方法一起使用，DMS專家系統(tǒng)使用的最好的特征提取方法是遺傳算法。這個方法使用演變作為解決問題的模型

30、。可能存在的解決辦法形成一定數量的染色體。這些染色體配對，編譯和死亡直到一個適當的方法出現，這個方法作為這些數量中具有支配地位的染色體。65GIS局部放電監(jiān)測及診斷系統(tǒng)技術交流10/2/2022特征提取65GIS局部放電監(jiān)測及診斷系統(tǒng)技術交流10/1/2交叉驗證是一個很好的驗證技術，用來衡量專家系統(tǒng)的優(yōu)劣數據庫分為兩個有代表性的子集。一個訓練子集和一個驗證子集。訓練子集用來設計規(guī)則，演變遺傳算法和訓練ANNs。而驗證子集用來測試專家系統(tǒng)的功能。使用交叉驗證驗證專家系統(tǒng)66GIS局部放電監(jiān)測及診斷系統(tǒng)技術交流10/2/2022交叉驗證是一個很好的驗證技術，用來衡量專家系統(tǒng)的優(yōu)劣使用交叉使用交叉驗

31、證的專家系統(tǒng)實例局放數據DMS數據庫（超過1.8百萬實例）分為80%訓練數據和20%驗證數據。驗證子集是整個數據樣本的代表。以下代表DMS專家系統(tǒng)的模塊化ANN組件功能。它工作時與其它專家系統(tǒng)隔離。準確度是驗證子集的準確度，即沒有被用來訓練ANN的數據。67GIS局部放電監(jiān)測及診斷系統(tǒng)技術交流10/2/2022使用交叉驗證的專家系統(tǒng)實例局放數據DMS數據庫（超過1.8百DefectAccuracy on validation setFloating Component97.3%Chamber Corona99.4%Busbar Corona98.8%Free Particle90.2%Void

32、/Surface Contamination93.2%Comms99.5%Radar99.3%Non PD Signals94.7%Note this is performance of only the ANN component in isolation舉例說明一個分類器對不同信號的分析準確度68GIS局部放電監(jiān)測及診斷系統(tǒng)技術交流10/2/2022DefectAccuracy on validation s相同的驗證技術用來訓練和測試每一個單獨的分類器。而各個分類器共同組成了混合系統(tǒng)。這樣整個系統(tǒng)都被測試了。舉例說明一個分類器對不同信號的分析準確度69GIS局部放電監(jiān)測及診斷系統(tǒng)技術交流

33、10/2/2022相同的驗證技術用來訓練和測試每一個單獨的分類器。而各個分類器從原始輸入數據去除噪聲。提取各種描述性的和補充性的特征。提取的特征形成一些分類器的輸入矢量。使用一個可訓練的合并函數合并分類器的輸出整個過程通過可執(zhí)行控制系統(tǒng)被監(jiān)測。這個系統(tǒng)可以跳過和修改前階段。可執(zhí)行控制系統(tǒng)在分類器上作出最后的決定。DMS混合專家系統(tǒng)概要70GIS局部放電監(jiān)測及診斷系統(tǒng)技術交流10/2/2022從原始輸入數據去除噪聲。DMS混合專家系統(tǒng)概要70GIS局部Raw InputNoise RemovalFeature ExtractionOther ClassifiersModular ANNsComb

34、ination FunctionRule Based Executive Control SystemOutputFuzzy Logic Based classifierGenetic ClassifierDMS 的混合式專家系統(tǒng)工作原理71GIS局部放電監(jiān)測及診斷系統(tǒng)技術交流10/2/2022Raw InputNoise RemovalFeature 總結足夠大和具有代表性的數據庫。為輸入矢量選擇最好的特征。使用精心設計的訓練和測試技術。智能組合多重分類器。 設計DMS混合系統(tǒng)和構建一個高度精確地分類器需要考慮的重要因素:72GIS局部放電監(jiān)測及診斷系統(tǒng)技術交流10/2/2022總結足夠大和

35、具有代表性的數據庫。 設計DMS混合系統(tǒng)和在GIS中監(jiān)測到的局放信號的案例 73GIS局部放電監(jiān)測及診斷系統(tǒng)技術交流10/2/2022在GIS中監(jiān)測到的局放信號的案例 73GIS局部放電監(jiān)在運行的監(jiān)測系統(tǒng)有效的防止了擊穿事故的統(tǒng)計結果被監(jiān)測的間隔-年數發(fā)生擊穿事故的次數（機械故障造成的擊穿事故無法避免）避免了擊穿事故次數每100個間隔-年避免擊穿事故次數每100個耦合器-年避免擊穿事故的次數12502554.41.47注：以上統(tǒng)計結果截止到2005年，CIGRE委員會統(tǒng)計74GIS局部放電監(jiān)測及診斷系統(tǒng)技術交流10/2/2022在運行的監(jiān)測系統(tǒng)有效的發(fā)生擊穿事故的次數每100個12502案例

36、#1- 菊城110kV GIS浮動電極放電OCU1B 2010-12-28開始的連續(xù)性局放發(fā)展趨勢圖 OCU1B 2010-12-28 22：15開始的連續(xù)性局放發(fā)展趨勢圖75GIS局部放電監(jiān)測及診斷系統(tǒng)技術交流10/2/2022案例 #1- 菊城110kV GIS浮動電極放電OCU1B 案例 #1- 菊城110kV GIS浮動電極放電峰值保持圖在線單周期及類型診斷結論： 經過PDM局放在線監(jiān)測系統(tǒng)的數據分析、專家系統(tǒng)判斷和現場定位，在110kV GIS 1154 同城甲線間隔避雷器盆式絕緣子（黃框位置）位置的GIS內部存在一個幅值相當大的浮動電極放電信號，放電信號源的位置大約距離B 測試點0

37、.15米左右。 建議立即停運該設備，排除設備故障帶來的運行風險。 76GIS局部放電監(jiān)測及診斷系統(tǒng)技術交流10/2/2022案例 #1- 菊城110kV GIS浮動電極放電峰值保持圖在案例 #1- 菊城110kV GIS浮動電極放電解體現場照片77GIS局部放電監(jiān)測及診斷系統(tǒng)技術交流10/2/2022案例 #1- 菊城110kV GIS浮動電極放電解體現場照片案例 #2- 高新110kV 電纜終端空穴放電局放發(fā)生記錄到第一條歷史數據秀高線 OCU1-3耦合器2011年7月27日15：15開始出現連續(xù)局放信號。 秀高線母線OCU2-1耦合器2011年7月27日監(jiān)測到局放信號的發(fā)展趨勢。 DCBA

38、78GIS局部放電監(jiān)測及診斷系統(tǒng)技術交流10/2/2022案例 #2- 高新110kV 電纜終端空穴放電局放發(fā)生記錄到案例 #2- 高新110kV GIS空穴放電峰值保持圖在線單周期及類型診斷結論及建議： 經過PDM局放在線監(jiān)測系統(tǒng)的數據分析、專家系統(tǒng)判斷和現場定位，在秀高I線1612間隔電纜終端（黃框位置）GIS內部存在一個幅值較大的空穴或污穢類絕緣缺陷放電信號，放電信號源的位置大約距離D 測試(內錐導管盆子)點0.3米左右。 建議立即停運該設備，檢查GIS內部黃框位置的A相電纜終端的絕緣件、應力錐等部件和GIS內部絕緣件是否存在污垢及空穴等缺陷。排除設備故障帶來的運行風險。 79GIS局部

39、放電監(jiān)測及診斷系統(tǒng)技術交流10/2/2022案例 #2- 高新110kV GIS空穴放電峰值保持圖在線單電纜終端解體現場更換下來的內錐導管絕緣子解體后測量到的噪聲信號案例 #2- 高新110kV GIS空穴放電采用Techimp電纜局放測試系統(tǒng)進行局放測試，在A相接地線上也測到幅值約100mV（視在局放量約380pC）的局放信號。2011年8月3日對電纜終端進行了解體，更換全部附件后，局放信號消失。2011年8月16日對更換下來的電纜附件進行局放測試，在內錐導管絕緣子上檢測到幅值較大的局放信號，通過X射線檢查，發(fā)現存在一個較大的空穴和一條裂痕缺陷。80GIS局部放電監(jiān)測及診斷系統(tǒng)技術交流10/

40、2/2022電纜終端解體現場更換下來的內錐導管絕緣子解體后測量到的噪聲信案例 #3- 德隆220kV GIS浮動電極放電81GIS局部放電監(jiān)測及診斷系統(tǒng)技術交流10/2/2022案例 #3- 德隆220kV GIS浮動電極放電81GIS局案例 #3- 德隆220kV GIS浮動電極放電浮動電極放電位置82GIS局部放電監(jiān)測及診斷系統(tǒng)技術交流10/2/2022案例 #3- 德隆220kV GIS浮動電極放電浮動電極放電案例 #4- 110kV體育開關站 電纜終端缺陷局放定位位置示意圖局放信號趨勢圖83GIS局部放電監(jiān)測及診斷系統(tǒng)技術交流10/2/2022案例 #4- 110kV體育開關站 電纜終

41、端缺陷局放定位位置案例 #4- 110kV體育開關站 電纜終端缺陷局放信號PRPD圖局放信號單周期圖84GIS局部放電監(jiān)測及診斷系統(tǒng)技術交流10/2/2022案例 #4- 110kV體育開關站 電纜終端缺陷局放信號PR案例 #4- 110kV體育開關站 電纜終端缺陷信號1局放類型信號2局放類型放電信號1最大幅值超過-35dBm，判斷局放缺陷發(fā)生在GIS電纜終端頭的A相附近。放電信號2最大幅值約-49dBm，判斷局放缺陷發(fā)生在GIS電纜終端的C相附近 。85GIS局部放電監(jiān)測及診斷系統(tǒng)技術交流10/2/2022案例 #4- 110kV體育開關站 電纜終端缺陷信號1局放類案例 #4- 110kV體

42、育開關站 電纜終端缺陷立體甲達線A相附件絕緣套管存在9處氣孔，套管高壓嵌件邊緣出現若干氣孔及雜質，氣孔直徑最大超過20mm。信號1缺陷86GIS局部放電監(jiān)測及診斷系統(tǒng)技術交流10/2/2022案例 #4- 110kV體育開關站 電纜終端缺陷立體甲達線A案例 #4- 110kV體育開關站 電纜終端缺陷立體甲園線C相附件絕緣套管存在3處氣孔，套管高壓嵌件邊緣出現若干氣孔及雜質，氣孔直徑最大超過20mm。信號2缺陷87GIS局部放電監(jiān)測及診斷系統(tǒng)技術交流10/2/2022案例 #4- 110kV體育開關站 電纜終端缺陷立體甲園線C案例 #5- 廣教110kV GIS絕緣件沿面放電1996出廠GIS現

43、場測試位置示意圖88GIS局部放電監(jiān)測及診斷系統(tǒng)技術交流10/2/2022案例 #5- 廣教110kV GIS絕緣件沿面放電1996出案例 #5- 廣教110kV GIS絕緣件沿面放電所測試的GIS內部存在一個幅值較大的絕緣缺陷放電信號，局部放電信號源的位置大約在測試點D和E位置附近。建議用戶盡快對該區(qū)域進行開蓋并檢查，仔細檢查該位置的絕緣件和GIS管道內壁，以尋找缺陷。 89GIS局部放電監(jiān)測及診斷系統(tǒng)技術交流10/2/2022案例 #5- 廣教110kV GIS絕緣件沿面放電所測試的G案例 #5- 廣教110kV GIS絕緣件沿面放電放電的拉桿90GIS局部放電監(jiān)測及診斷系統(tǒng)技術交流10/

44、2/2022案例 #5- 廣教110kV GIS絕緣件沿面放電放電的拉桿案例 #6- 清河110kV GIS絕緣件氣泡放電隔接氣室支持絕緣子位置91GIS局部放電監(jiān)測及診斷系統(tǒng)技術交流10/2/2022案例 #6- 清河110kV GIS絕緣件氣泡放電隔接氣室支案例 #6- 清河110kV GIS絕緣件氣泡放電測試的GIS內部存在一個幅值很大的絕緣缺陷放電信號，放電信號源的位置大約距離B3 測試點0.30米左右。GIS的這個位置上分布有3個支撐柱。建議用戶盡快對該區(qū)域進行開蓋并檢查這些支撐柱以尋找缺陷。 92GIS局部放電監(jiān)測及診斷系統(tǒng)技術交流10/2/2022案例 #6- 清河110kV G

45、IS絕緣件氣泡放電測試的GI缺陷的支持絕緣子案例 #6- 清河110kV GIS絕緣件氣泡放電新東北測試現場照片 新東北測試報告 93GIS局部放電監(jiān)測及診斷系統(tǒng)技術交流10/2/2022缺陷的支持絕緣子案例 #6- 清河110kV GIS絕緣件氣案例 #7- 梧桐110kV GIS浮動電極放電1535梧鹽線間隔線路隔離刀浮動電極放電94GIS局部放電監(jiān)測及診斷系統(tǒng)技術交流10/2/2022案例 #7- 梧桐110kV GIS浮動電極放電1535梧鹽案例 #7- 梧桐110kV GIS浮動電極放電1535間隔線路隔離刀中的局放類型是“部件松動放電”。這種局部放電可以由“部件松動”或“金屬部件斷裂”所引起。建議在最早的可能的時機對所存在的問題進行檢查，以防止由于“潛在的部件損壞”引起事故停電。95GIS局部放電監(jiān)測及診斷系統(tǒng)技術交流10/2/2022案例 #7- 梧桐110kV GIS浮動電極放電1535間隔案例