[發明專利]一種固態變壓器局部放電在線監測方法

在審

• 申請號: 201410643704.0
• 申請日: 2014-11-07
• 公開（公告）號: CN104360244A
• 公開（公告）日: 2015-02-18
• 發明（設計）人: 魯旭;黃旭煒;孫善華;王健;韓帥;李慶民;王高勇;劉偉杰;李明
• 申請（專利權）人: 華北電力大學;國家電網公司;國網智能電網研究院;中電普瑞電力工程有限公司;國網山東省電力公司電力科學研究院
• 主分類號: G01R31/12
• 分類號: G01R31/12
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 張文寶

技術領域

本發明屬于固態變壓器檢測技術范圍，特別涉及一種固態變壓器局部放電在線監測方法。

背景技術

固態變壓器(Solid?State?Transformer)又稱電力電子變壓器是一種新型智能輸變電裝備，它可以實現電能的靈活傳輸，提高了系統穩定性與供電可靠性。固態變壓器絕緣的好壞是影響整個智能電網的安全可靠穩定運行，在固態變壓器的研究實驗中發現，大部分固態變壓器的故障是由于其絕緣發生劣化引起的。在過去，我國對于以往的電力變壓器廣泛使用的預防性試驗，傳統的方法是采取定期停電的手段，屬于離線檢測。然而，由于固態變壓器是運行在智能配電網中的設備，對系統穩定性有新的要求，原來的離線試驗方法不能適應實際需要。因此研究固態變壓器在線監測技術，可及時對固態變壓器進行合理分析，再在智能維護、檢修設備手段的配合下，對保證配電網的穩定可靠智能運行具有重要意義。

在最近的固態變壓器的研究中，已經從實現靈活變換傳輸功能轉變到滿足其安全穩定運行狀態方面。為了研究固態變壓器的穩定及安全性能，業內在固態變壓器在線監測技術上有了一定的探索，主要的方法有：直流分量法、直流疊加法、局部放電法及低頻疊加法等。經過廣泛研究，局部放電法在在線監測上有相對的優勢。由于固態變壓器屬于高頻電力變壓器的范疇，其激勵的PWM脈沖波形具有上升時間短暫、幅值大、頻率高的特點，且其結構較工頻變壓器更緊湊，匝數比更大，因為匝間電壓更高，會造成更多額局部放電脈沖的持續沖擊和空間電場的畸變，容易導致絕緣在高頻脈沖下迅速失效。由于其電源電壓和傳統工頻的區別，導致對其在線監測技術的難度。國內外不少學者、專家和研究單位對固態變壓器的檢測技術不斷地推進創新，但是實際投入運行的在線監測方法還很少。因此，有必要研究并開發一種固態變壓器局部放電在線監測方法，以滿足固態變壓器在智能配電網中靈活作用的要求，提前給固態變壓器絕緣劣化的預警信息，以便防患于未然，提前對缺陷固態變壓器進行智能處理，避免導致故障發生。

發明內容

本發明的目的是提出了一種固態變壓器局部放電在線監測方法，其特征在于，包括下列步驟：

1)數據采集，通過寬帶電流傳感器獲取相應的固態變壓器的接地線上實時泄露電流和電源觸發信號；

2)數據匯總，將上述的實時電流信號通過50Ω同軸電纜匯總到寬頻帶數字示波器；

3)數據傳輸，寬頻帶數字示波器將獲取的實時電流信號離散化成數字信號，通過USB協議傳輸至處理計算機；

4)數據處理，處理計算機將從示波器獲取的實時電流信號數據進行在線濾波處理，獲得局部放電信號；

5)數據存儲，將經過處理計算機處理的實時局部放電信號保存在數據庫中，形成局部放電歷史電流數據；

6)數據分析，通過局部放電信號分析系統對上述的局部放電歷史電流數據進行分析，提取特征參數，形成供絕緣判斷和監控分析的特征圖譜。

所述步驟4)的數據處理步驟如下：

401.處理計算機對調取的所述實時電流信號進行EMD濾波處理；

402.處理計算機將步驟401中得到的濾波后信號進行取絕對值處理；

403.處理計算機將步驟402中所獲得的絕對值數據通過閾值上限的設定祛除白噪音；

404.處理計算機將步驟403中所獲得的震蕩數據通過常規開窗方法處理，獲得有效脈沖局部放電信號。

所述特征參數包括窄帶局放信號、最大放電量、平均放電量和放電次數，其中：

所述窄帶局放信號為在某窄帶頻率下有效局放信號的峰值；

所述最大放電量為單正弦電源信號觸發周期內局放脈沖幅值的最大值；

所述平均放電量為單正弦電源信號觸發周期內局放脈沖幅值的平均值；

所述放電次數為單正弦電源信號觸發周期內放電次數。

所述特征圖譜包括：

最大放電量相位分布圖譜，表示分布在整個相位區間內各部分的最大放電量；

平均放電量相位分布圖譜，表示分布在整個相位區間內各部分的平均放電量；

放電幅值分布圖譜，表示對不同幅值的放電次數的統計；

放電次數相位分布圖譜，表示分布在整個相位區間內各部分的放電次數；

φ-Q-N圖譜，表示放電量、放電次數與放電相位之間的關系。