[發明專利]一種車載式變電站局部放電定位系統及其定位方法

無效

• 申請號: 201210397303.2
• 申請日: 2012-10-19
• 公開（公告）號: CN102866334A
• 公開（公告）日: 2013-01-09
• 發明（設計）人: 邵宇鷹;關宏;盛戈皞;張天辰;侯慧娟;江秀臣
• 申請（專利權）人: 上海市電力公司;上海交通大學;國家電網公司
• 主分類號: G01R31/12
• 分類號: G01R31/12
• 代理公司: 上海信好專利代理事務所(普通合伙) 31249
• 代理人: 張妍

1.一種車載式變電站局部放電定位系統，其特征在于，該系統包含安裝在車頂的射頻全向傳感器（1），分別電路連接所述射頻全向傳感器（1）的信號調理電路（2），電路連接所述信號調理電路（2）的高速數據采樣單元（3），以及電路連接所述高速數據采樣單元（3）的數據處理和分析單元（4）。

2.如權利要求1所述的車載式變電站局部放電定位系統，其特征在于，該車載式變電站局部放電定位系統還包含分別電路連接上述部件的電源。

3.如權利要求1所述的車載式變電站局部放電定位系統，其特征在于，所述的射頻全向傳感器（1）采用UHF天線傳感器。

4.如權利要求1所述的車載式變電站局部放電定位系統，其特征在于，所述的信號調理電路（2）采用前置放大器。

5.如權利要求1所述的車載式變電站局部放電定位系統，其特征在于，所述的高速數據采樣單元（3）采用帶存儲功能的高速示波器。

6.如權利要求1所述的車載式變電站局部放電定位系統，其特征在于，所述的數據處理和分析單元（4）采用計算機。

7.如權利要求1所述的車載式變電站局部放電定位系統，其特征在于，所述的信號調理電路（2）和高速數據采樣單元（3）采用RF同軸屏蔽電纜連接。

8.一種車載式變電站局部放電定位方法，其特征在于，該方法包含以下步驟：

步驟1、信號接收；

射頻全向傳感器（1）接收變電站局部放電產生的電磁波信號；

步驟2、信號調理；

信號調理電路（2）對接收到的信號進行放大和濾波處理；

步驟3、數據采樣；

高速數據采樣單元（3）對4路輸出信號進行同步采集；

步驟4、信號降噪；

步驟5、數據處理和分析單元（4）根據四組信號的時間差，建立關于放電點位置的方程；

步驟5.1、利用閾值法確定4路信號波形曲線的拐點對應的時刻，作為射頻電磁波信號的起始時刻；

步驟5.2、確定各路信號起始時刻的時間差：

???????????????????????????????????????????（1）

其中，為對應信號波形曲線的拐點時刻；

步驟5.3、確定四個傳感器與放電點的距離差：

在傳感器平面內建立直角坐標系，假設四個傳感器的位置在平面坐標系內分別為、、和，放電點位置為，放電點到四個傳感器的距離分別為、、、，則位置差分別為：

????????????????????????????????????????????（2）

其中，，；為電磁波傳播速度，即為待定的放電點位置坐標；

步驟5.4、建立關于放電點位置的方程：

根據解析幾何知識，放電點到每2個傳感器之間的距離差可確定一個單支雙曲線，因此，以傳感器陣列中心為原點建立直角坐標系，通過4個時延的正負即可確定放電點所在象限，并可得到雙曲線方程，聯立可得非線性方程組：

???????????????????????????????????????????????（3）

???????????????????????????????????????????????（4）

???????????????????????????????????????????????（5）

???????????????????????????????????????????????（6）

其中，，，為雙曲線焦距，可根據傳感器陣列尺寸得到；

步驟6、數據處理和分析單元（4）求解基于時差的位置方程組，計算放電點位置，并得到局部放電源的方位角和徑向距離；

采用牛頓迭代法求解基于時差的非線性方程組：

聯立關于放電位置的非線性方程（3）、（4），可得到二元二次方程組，寫成的形式，其中，

?????????????????????????????????（7）

設為方程組的一個近似解，則對有：

????????????????????（8）

寫成向量形式為：

???????????????????（9）

其中，為的矩陣在處的值；若取值為方程組（7）的根，即，把式（8）右端為的向量作為新的近似值，記為，即有：

?????????????????????????????????（10）

式（10）即為牛頓法求解非線性方程組的迭代公式；

同理，聯立非線性方程（5）、（6）得到的二元二次方程組同樣可利用上述方法求解；

通過上述迭代，收斂點即可認為是放電點在預設平面直角坐標系內的坐標，進而得到其方向角與徑向距離；

方向角????????????????????????????????????????（11）

徑向距離?????????????????????????????????????（12）。