【论文集锦】“智能传感关键技术及其应用”方向

编者按：

摘要：为研究特高压气体绝缘金属封闭输电线路（gas insulated metal-enclosed transmission line,GIL）在交接耐压试验和运行时绝缘击穿激发的暂态电压特征,利用在1100 kV苏通GIL综合管廊工程安装的超宽频暂态电压监测系统,准确测量了GIL在耐压试验和运行时绝缘击穿所产生的暂态电压。分析了GIL在不同工况下典型绝缘击穿所产生暂态电压时域波形的持续时间、变化陡度以及幅值衰减特征。通过傅里叶变化分析了暂态波形的频域特征,发现特征频率与故障位置紧密相关。最后通过连续小波变换分析了暂态电压的时频特征,发现陡变电压的瞬时频率均超过了3 MHz,可通过暂态电压的时频分布图准确判断GIL是否发生次生放电。通过对暂态电压时域和频域特征分析,有助于弄清GIL绝缘故障时暂态电压行波激发及传播特征,准确评估暂态电压对GIL的绝缘危害,提高特高压GIL运行的可靠性。 

《电力视觉边缘智能：边缘计算驱动下的电力深度视觉加速技术》

作者：马富齐;王波;董旭柱;王红霞;罗鹏;周胤宇

单位：武汉大学电气与自动化学院

期刊：《电网技术》

出版时间：2020年6期

摘要：随着能源互联网建设的持续推进,大量的传感器接入到系统中,获取的感知数据是海量级的,导致系统传输压力大、主站计算负荷重。传统的传感信息获取处理方式存在数据良莠不齐、数据缺失、格式不统一的问题,引入边缘计算技术定义了智能感知的系统框架,就地实现数据的处理与判决,通过云边协同机制优化系统设计。文章首先给出了多参量智能感知数据优化传输方法,其次提出了面向多参量感知的边缘计算算法的设计方法,涉及数据统一、数据辨识、分布式群智几方面,最后落地在输电线路巡检,在微风振动、舞动分析、增容设计、视频分析、云边升级等方面做了尝试。 

摘要：近年来由变压器套管故障引发的电力事故频发,直接影响着电网的稳定运行。如何有效诊断套管故障并及时预警,成为变压器套管运行维护中亟待解决的重要问题。为此提出了一种变压器油纸绝缘套管多参量智能感知方法,设计实现了适用于现场应用的套管介损-电容-局放一体化宽频微型传感器和新型氢气-温度-压力一体化非电量检测传感器;研制了低功耗多通道信号采集单元,实现了模拟采集信号就地数字化,利用光纤实现多通道的同步触发和高速通信,抑制了模拟回路耦合干扰;提出了基于向量法的套管异常分析方法,建立了网络化的状态感知诊断系统,可以实现信息的汇聚融合以及远程告警。该方法可以为套管设备向智能化运维方向发展提供一种参考思路。

摘要：传统的变压器局部放电声波检测技术主要是使用压电陶瓷传感器进行外置式检测,检测效果较差。光纤超声传感器具有绝缘性能好、抗电磁干扰性能优异、尺寸小等优势,可深入变压器内部感知微弱超声信号,这为变压器局部放电检测提供一种全新的解决方案。目前,国内外诸多研究机构已针对于变压器局部放电检测需求研制出各种光纤超声传感器。这些传感器在实验室研究中表现出优异的检测性能,但尚鲜有工程应用。此外,文献报道的光纤超声传感器主要为单点式结构。光纤超声传感器的多路复用问题一直未能得到很好的解决。为此,对现有光纤超声传感器的研究现状进行总结,从基本原理、结构参数、性能指标等方面进行对比分析,为推动光纤超声传感器应用于现场电力变压器局部放电检测提供理论参考。并针对于光纤超声传感器多路复用问题,提出一种基于光频域扫描干涉仪的分布式光纤超声传感系统,该系统能够对变压器局部放电产生的超声波进行多点同步检测,实现放电源定位。

摘要：对局部放电(partial discharge, PD)有效定位有助于快速检测变电站中电力设备的绝缘劣化,提高检修效率。传统的特高频局部放电定位系统主要基于时差法,但超高采样率带来的硬件开销限制了其推广应用。为此提出了基于特高频无线传感阵列和的接收信号强度(received signal strength indicator, RSSI)指纹法的新型局部放电定位方法。从实用化角度论文还重点讨论了局部放电强度的随机性、多源局部放电干扰以及RSSI指纹图更新这3个问题,并分别提出了归一化算法、聚类算法以及压缩感知算法加以解决。变电站现场测试表明,所提方法的平均定位误差为1.86 m,62.1%的误差小于2 m,验证了所提局部放电定位方法的可行性和有效性。 

摘要：In recent years, many novel sensing nanomaterials were explored experimentally and theoretically as chemical gas sensors to detect sulphur hexafluoride (SF 6) decomposed species with rapid response, high sensitivity and selectivity, as well as low cost, in order to estimate and guarantee the operation status of SF 6 insulation devices. However, there has been no systemic review yet to comprehensively understand their sensing mechanism and conclude their sensing application. Such kinds of nanomaterials include traditional carbon-based materials such as carbon nanotube and graphene, metal oxides such as SnO 2, ZnO and TiO 2, transition metal dichalcogenides such as MoS 2 monolayer and MoTe 2 monolayer as well as graphene-like InN monolayer. A systemic review would be significant to give a profound insight into the exploration of nanomaterial-based chemical gas sensors in the field of electrical engineering and to help youth scholars first stepping in this field rapidly master the progress inside. Thus, the authors attempt to complete this review here. They are hopeful that this review could provide some guidance to fulfil such purpose in the near future, and it would be full of perspective to explore more novel nanomaterials as defect indicators in SF 6 insulated devices. Furthermore, it is their hope that this review could broaden the sensing application of admirable nanomaterials in many fields such as environmental monitoring and pollutant scavenging.