[發明專利]換流變壓器直流局部放電絕緣狀態診斷方法及測量系統

有效

• 申請號: 201210412071.3
• 申請日: 2012-10-25
• 公開（公告）號: CN103257306A
• 公開（公告）日: 2013-08-21
• 發明（設計）人: 劉凡;聶德鑫;盧理成;鄧建鋼;彭倩;張連星;杜振波;羅先中;賀細雄
• 申請（專利權）人: 國網電力科學研究院武漢南瑞有限責任公司
• 主分類號: G01R31/12
• 分類號: G01R31/12
• 代理公司: 武漢帥丞知識產權代理有限公司 42220
• 代理人: 朱必武

技術領域

本發明屬于輸變電設備技術領域，特別涉及一種換流變壓器直流局部放電絕緣狀態診斷方法及測量系統。?

背景技術

為了保證換流變壓器運行過程中的安全，在設備換流變壓器出廠試驗規范中對局部放電試驗提出了較高的要求，該試驗也成為對變壓器設計和制造工藝考核最有效的手段。目前，國際上普遍采用IEC61378-2標準對高壓直流設備的絕緣結構進行考核，IEC61378標準中關于高壓直流耐壓試驗的規定如下：直流耐壓試驗時間為2小時，要求充電時間不大于1分鐘，試驗結束后，電壓應在1分鐘內降至零伏。在直流耐壓試驗的同時，進行局部放電測試，并記錄大于2000pC視在放電量的脈沖次數，要求最后30分鐘內脈沖數應不超過30個，最后10分鐘內脈沖數不超過10個。如果所記錄的局部放電脈沖數超過這一要求，試驗應延長30分鐘，在延長的30分鐘內，局部放電脈沖數如果滿足上述要求，設備仍為合格。盡管現行的標準對直流設備的絕緣狀況考核已經十分嚴格，但是仍然不能杜絕高壓直流設備，尤其是換流變壓器在出廠試驗和運行過程中絕緣破壞事故的發生。按照直流局部放電試驗標準進行檢測，并沒有對大于100pC，小于2000pC的放電脈沖進行記錄分析，且僅限于對脈沖峰值的記錄，所獲得信息較少，不能夠對絕緣損傷類型及其發展階段進行全面判別。?

現今，國內外對電力設備直流局部放電試驗有一定的研究，對直流局部放電信號的評估僅限于基本參數的統計分析，如放電量q，放電次數n，放電時間t等參數曲線，這些放電參數所蘊含的信息量有限，未能全面反映絕緣介質內部局部放電類型及其發展趨勢，無法判斷其對絕緣介質的危害程度。而直流局部放電重復率低，所測量得到的放電脈沖信號比交流電壓下少很多，因而采用放電信號固有特征區分不同缺陷類型及其發展過程是較合適的分析方法。而單次放電脈沖分析是局部放電信號固有特征的重要組成部分，目前，國內外對直流局部放電信號分析主要停留在時域波形特征和頻譜分布分析上；另一方面，雖然換流變內部存在的局部放電源是未知的，但在局部放電穩定的工況下，該未知系統是確定的，基于這個原則，已有利用脈沖信號等效時頻關系為特征參量進行二維聚類分析模式識別的研究，但是，當前對不同類型缺陷引起的直流局部放電波形尚未形成有效的識別方式。?

中國發明專利《一種基于關聯分析與變權重系數的變壓器狀態評估方法》（申請號：CN201210086817.6?）公開的是：對變壓器狀態進行數據采集，對采集的數據進行分類和處理，作為評估變壓器狀態的依據，對變壓器狀態進行評估，運用關聯分析方法，建立變壓器的綜合狀態量評估體系。該專利還未對換流變壓器內部絕緣狀態直流局部放電診斷提供合理的解決方案。?

發明內容

針對背景技術的不足，本發明提供一種換流變壓器直流局部放電絕緣狀態診斷方法及測量系統，以絕緣缺陷類型及直流局部放電不同發展階段影響局部放電的頻域響應為理論基礎，通過測量不同傳輸路徑的局部放電脈沖信號，比較分布式實時局部放電脈沖信號統計特性及其分段幅頻空間聚類特征辨識內絕緣狀態，能有效、準確地檢測換流變壓器直流局部放電絕緣狀態特征信息，綜合評估其絕緣缺陷類型及其局部放電發展趨勢。?

本發明的技術方案是：一種換流變壓器直流局部放電絕緣狀態診斷方法，其特征在于：具體步驟如下：?

步驟一、?在換流變壓器進行直流耐壓試驗前，在換流變壓器正負極性高壓直流套管末屏及鐵芯接地低壓端處預先接入內置浪涌保護器的無感電阻傳感器；

步驟二、在換流變壓器進行直流耐壓試驗前，采取高頻脈沖校準發生器標定試驗系統放電特征參量，包括視在放電量和頻率響應；

步驟三、?對換流變直流局部放電脈沖信號進行實時過門檻觸發存儲測量；

步驟四、采用高速檢測裝置采集直流局部放電實時脈沖信號，獲取脈沖時間序列關系；

步驟五、通過對直流局部放電脈沖傅里葉變換獲得相應幅頻響應關系，建立分段頻域幅值空間聚類模型。

其有益效果是：引入分布式測量傳感器，有益于鑒別脈沖干擾，并多渠道獲取特征信息；能形成直流局部放電脈沖分段幅頻空間聚類特征，綜合評估其絕緣缺陷類型及其局部放電發展趨勢。?

如上所述的換流變壓器直流局部放電絕緣狀態診斷方法，其特征在于：所述步驟五種分段頻域幅值空間聚類模型為：6種空間坐標系，分別選擇1-10MHz，10-20MHz，20-30MHz的最大值??和均方根作為坐標系的子軸坐標，其中A為脈沖信號頻域幅值響應。?

如上所述的換流變壓器直流局部放電絕緣狀態診斷方法，其特征在于：所述的無感電阻傳感器為三組。?