[發明專利]基于矩量法的局放檢測多點布局和定位方法

在審

• 申請號: 201710289550.3
• 申請日: 2017-04-27
• 公開（公告）號: CN107121624A
• 公開（公告）日: 2017-09-01
• 發明（設計）人: 劉詣;趙坤;鄧建鋼;江翼;張川;蘇丹;胡南
• 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;國網湖北省電力公司;國家電網公司
• 主分類號: G01R31/12
• 分類號: G01R31/12
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司42102
• 代理人: 張惠玲

技術領域

本發明涉及一種基于矩量法的局部放電檢測的檢測點布局方法，還涉及一種基于矩量法的局部放電檢測的多局部放電點定位的方法，屬于電力檢測分析領域。

背景技術

絕緣事故通常是由微小的局部放電發展而來，局部放電是電力設備絕緣老化的主要原因之一，對局部放電的檢測和預防是電力系統在線監測的主要任務之一。由于局部放電受局部放電源所處的設備的位置因素影響極大，因此，局部放電定位技術的準確性極大的影響了設備的實時絕緣狀況，并且進一步導致電力系統運行維修策略的制定。

伴隨著局部放電所產生的聲、光、電、熱、磁的物理表現，根據這些物理現象的分析確定局部放電的準確位置，依據以上不同的物理表現發展出了電-聲定位法、超聲定位法以及電氣定位法等定位方法。并且隨著相關的領域的工藝技術的發展，新的定位方法也被應用于局放的檢測定位，這些方法包括基于相控陣技術的定位法、超高頻定位法。應用陣列技術進行局部放電定位研究，采用復合傳感器檢測接收局部放電產生的超聲波和超高頻信號，分別通過改變陣列的波束指向完成對空間超聲信號的掃描和超聲波信號的傳播時延來獲取信號波的方向和局放點與傳感器間的距離，進而實現對于局部放電點的定位。

電力設備在發生局部放電，周圍的電氣設備為金屬結構，當局部放電發生時，由于局部放電會使周圍的金屬結構發生靜電感應和電磁感應，從而導致局部放電所產生的電磁信號在傳播的過程中發生畸變，畸變的電磁場波形將對局部放電定位系統對局部放電的定位精度產生很大影響。本發明依據矩量法來分析局部放電檢測點布置位置對局部放電空間輻射磁場的影響，為局部放電定位系統中檢測點的布置及局部放電定位系統定位精度的提高提供理論指導。矩量法可以應用于求解空間任意復雜的電磁場問題，包括任意邊界條件的電磁場問題，這樣對于電力系統中任意區域的任意位置布置局部放電檢測裝置的空間輻射磁場都能采用矩量法進行有效的計算，根據計算結果進而找到局部放電檢測點的適宜的安裝點。采用算子化表示局部放電的空間輻射磁場，矩量法將算子方程化為矩陣方程，然后求解該矩陣方程，這樣的求解方法基于嚴格的積分方程方法，無需對傳播空間進行網格劃分，大大簡化了操作，因而，大大簡化了局部放電的檢測點布置。

并且，在采用陣列技術進行局部放電定位的時候，如果陣列檢測點數目多，那么對于局部放電檢測的結果就會方向性好、定位精度高，但是，檢測點陣列的數目會導致檢測系統采集系統的模塊和后續信息處理模塊的電路過于復雜，極大的增加了檢測的成本；而如果陣列檢測點數目少，則會產生定位精度不高的結果。因此，在工程實際中極需要對檢測點的布置進行優化。

本專利首先應用矩量法對局放的檢測點進行布置，在確定了局放的檢測點之后，采用多個檢測點對局放點進行檢測，通過仿真計算得出檢測點在位于不同位置時受位置影響的相關規律，為檢測點的布置提供理論依據。對局部放電進行定位，該方法具有定位精度高定位目標局部放電源多的特點。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于矩量法的局部放電檢測點的布局方法，具有較高的靈敏度，可以具體指出局放檢測點的布置位置，特別適用于在對變壓器、發電機繞組、電纜、高壓開關柜等高壓設備局部放電定位時檢測裝置的布置，解決背景技術中存在的問題。

本發明所采用的技術方案是：基于矩量法的局部放電檢測的多點定位方法，根據所述的矩量法中各檢測接收裝置接收的局部放電信號的物理量差值，建立關于局部放電各放電點的位置的非線性方程，求解此局部放電點的非線性方程。

本發明采用矩量法求解局部放電本體輻射磁場，根據不同局部放電檢測點布置方案的局部放電本體輻射磁場計算結果，確定局部放電檢測點的布置方案，根據局部放電檢測點布置方案布置局部放電檢測點，通過所布置的局部放電檢測點對電力裝置的局部放電進行檢測定位。

采用矩量法求解局部放電空間輻射磁場問題的步驟如下：

S1:建立局部放電空間輻射磁場算子方程L(f)＝g，通過算子方程來描述局部放電區域的空間輻射磁場。

S2:離散化過程，離散化過程將算子方程轉化為代數方程，這樣將簡化局部放電區域的空間輻射磁場的求解過程。

S2.1在算子L的定義域內適當選擇一組線性無關的基函數f₁，f₂，...，f_n

S2.2將未知函數f(x)表示為該組基的線性組合，并取有限近似項