[發(fā)明專利]一種變電站電力設(shè)備局部放電空間定位方法及系統(tǒng)

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410204676.2
• 申請(qǐng)日: 2014-05-15
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103969559A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-08-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 殷軍;郭浩;劉玄
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 國(guó)家電網(wǎng)公司;國(guó)網(wǎng)天津市電力公司
• 主分類號(hào): G01R31/12
• 分類號(hào): G01R31/12
• 代理公司: 天津才智專利商標(biāo)代理有限公司 12108
• 代理人: 龐學(xué)欣

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于高壓電力設(shè)備絕緣監(jiān)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種變電站電力設(shè)備局部放電空間定位方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

絕緣故障是電力設(shè)備在運(yùn)行中最常見(jiàn)的故障之一。通常情況下，電力設(shè)備在發(fā)生絕緣故障前，會(huì)有一個(gè)逐漸發(fā)展的局部放電過(guò)程，隨著放電的加劇，最終導(dǎo)致絕緣擊穿。如果在局部放電過(guò)程中能夠?qū)\(yùn)行設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測(cè)和診斷，及時(shí)發(fā)現(xiàn)局部放電信號(hào)，并對(duì)局部放電源進(jìn)行定位，及早對(duì)缺陷進(jìn)行處理，就能有效避免絕緣擊穿故障的發(fā)生，并制定有針對(duì)性的檢修處理方案，以減少停電時(shí)間，提高檢修效率。

局部放電可通過(guò)超聲波、電氣參數(shù)常量和特高頻(UHF)電磁波等多種方法檢測(cè)，這些方法都可用來(lái)做局部放電源定位。電磁波法是近年來(lái)局部放電檢測(cè)的一種新方法，電力設(shè)備發(fā)生局部放電的過(guò)程中會(huì)輻射出寬頻帶電磁波信號(hào)，該方法利用特高頻傳感器接收特高頻頻段內(nèi)(300M～1500MHz)的信號(hào)來(lái)檢測(cè)局部放電，由于電磁波在空氣中的傳播速度近似光速，可以用來(lái)計(jì)算局部放電源的位置。

特高頻電磁波具有抗干擾性強(qiáng)、靈敏度高和傳播速度穩(wěn)等優(yōu)點(diǎn)，將其應(yīng)用于局部放電定位及故障診斷是當(dāng)前的熱點(diǎn)問(wèn)題。在變電站全站的空間內(nèi)安裝一組超寬帶全向天線陣列接收局部放電輻射出的電磁波信號(hào)，通過(guò)對(duì)接收到的電磁波信號(hào)進(jìn)行分析處理，得到局部放電源的位置?；趥鞲衅麝嚵械亩ㄎ环椒ㄍǔ７譃榛诰嚯x的定位方法和距離無(wú)關(guān)的定位方法兩類。距離無(wú)關(guān)的定位方法主要有質(zhì)心算法、向量-跳段(DV-Hop)算法、Amorphous算法、近似三角形內(nèi)點(diǎn)測(cè)試法(ATIT)算法等，而質(zhì)心算法和ATIT算法的定位精度跟天線傳感器的安裝密度與分布密切相關(guān)；DV-Hop算法利用跳段距離代替直線距離，誤差較大；Amorphous算法需要經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ?，故距離無(wú)關(guān)的定位算法不適于變電站局部放電源空間定位?；诰嚯x的定位算法中，測(cè)量局部放電源與各傳感器之間的距離或方位是算法的關(guān)鍵，測(cè)量方法有基于到達(dá)時(shí)間(TOA)、基于到達(dá)時(shí)間差(TDOS)、基于接收信號(hào)強(qiáng)度(RSSI)和基于到達(dá)角度(AOA)等。

電磁波在空氣中的傳播速度穩(wěn)定，近似光速，所以可利用時(shí)差法進(jìn)行變電站空間局部放電源定位，即通過(guò)對(duì)傳感器陣列接收到的信號(hào)進(jìn)行分析處理，得到信號(hào)時(shí)延序列，求解基于時(shí)延的定位方程組即可得到局部放電源的準(zhǔn)確位置。該方法在變電站局放定位系統(tǒng)和電力設(shè)備的局放檢測(cè)中已得到不少應(yīng)用。這種方法具有較高的精度，得到準(zhǔn)確的時(shí)延序列是該方法的基礎(chǔ)，故該方法要求傳感器及信號(hào)采集系統(tǒng)之間保持精確的時(shí)間同步，且信號(hào)采集系統(tǒng)需要較高的采樣率。實(shí)際應(yīng)用中在信噪比較低的情況下，信號(hào)時(shí)延計(jì)算困難，將帶來(lái)較大的定位誤差甚至無(wú)法定位。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種變電站電力設(shè)備局部放電空間定位方法及系統(tǒng)。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供的變電站電力設(shè)備局部放電空間定位方法及系統(tǒng)包括包括按順序執(zhí)行的下列步驟：

步驟一、建立用于變電站電力設(shè)備局部放電空間定位的局部放電空間定位系統(tǒng)，包括：1)布置天線；2)構(gòu)建局部放電空間定位系統(tǒng)；

步驟二、現(xiàn)場(chǎng)采集局部放電信號(hào)：利用局部放電空間定位系統(tǒng)采集變電站電力設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)局部放電所產(chǎn)生的特高頻信號(hào)；

步驟三、局部放電信號(hào)的峰值處理：對(duì)采集到的四路信號(hào)進(jìn)行提取峰值的處理；

步驟四、推算局部放電源的位置：通過(guò)求解基于電磁波衰減特性的局部放電定位方程計(jì)算放電位置。

在步驟一中，所述的布置天線的方法為：將帶寬為300M-2GHZ的四個(gè)天線布置在變電站內(nèi)。

在步驟一中，所述的局部放電空間定位系統(tǒng)包括：四個(gè)天線、信號(hào)采集裝置和數(shù)據(jù)處理裝置；其中：信號(hào)采集裝置包括四個(gè)調(diào)理電路和數(shù)據(jù)采集器；四個(gè)天線分別通過(guò)四個(gè)調(diào)理電路與數(shù)據(jù)采集器相連接，數(shù)據(jù)采集器與數(shù)據(jù)處理裝置相連接。

所述的調(diào)理電路由輸入保護(hù)電路、帶通濾波器、低噪放大器、包絡(luò)檢波電路組成；其中：輸入保護(hù)電路的輸入端與天線相連接，其輸出端依次通過(guò)帶通濾波器、低噪放大器與包絡(luò)檢波電路的輸入端相連接，包絡(luò)檢波電路的輸出端與數(shù)據(jù)采集器相連接。

所述的低噪放大器的最大放大倍數(shù)設(shè)計(jì)為50dB。

所述的四路天線均為帶寬300M-2GHZ的特高頻傳感天線。

在步驟三中，所述的峰值處理的具體操作為：以天線為基準(zhǔn)，求出第i個(gè)天線的輸出電壓U_i與第1個(gè)天線的輸出電壓U₁的比值U_i由信號(hào)峰值代替。