[發明專利]一種兩段式變電站局部放電信號定位方法及系統

有效

• 申請號: 201810322254.3
• 申請日: 2018-04-11
• 公開（公告）號: CN108490325B
• 公開（公告）日: 2020-05-05
• 發明（設計）人: 羅林根;李臻;周南;盛戈皞;錢勇;劉亞東;宋輝;江秀臣
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: G01R31/12
• 分類號: G01R31/12
• 代理公司: 上海東信專利商標事務所(普通合伙) 31228
• 代理人: 楊丹莉;李丹

本發明公開了一種兩段式變電站局部放電信號定位方法，其包括步驟：(1)構建模擬局部放電信號強度分布特性矩陣Ψ；(2)對模擬局部放電信號強度分布特性矩陣中的模擬局部放電強度特性向量進行聚類，得到C個類；(3)當局部放電實際發生時，采用n個特高頻傳感器采集局部放電信號并獲得對應的實測局部放電強度特性向量；(4)對局部放電信號進行初步定位，以縮小定位范圍；(5)在被縮小的范圍內，采用壓縮感知算法對局部放電信號進行精確定位。此外，本發明還公開了一種兩段式變電站局部放電信號定位系統。所述的定位方法及系統具有測量難度低，對于設備硬件的要求小，定位精度高的優點，并且保證高定位精度的同時，有效降低電力設備成本。

技術領域

本發明涉及一種定位方法及系統，尤其涉及用于局部放電信號的定位方法及系統。

背景技術

可靠性是電力系統的基本要求。但是，電力系統在運行過程中難免會產生一些故障，尤其在電壓等級較高的變電站中，由于電力設備的缺陷以及一些外部原因，設備的絕緣性能可能會下降，然后在高電壓的作用下，就會造成絕緣擊穿，進而產生嚴重的后果。因此，對變電站電力設備的絕緣性能進行監測是非常重要的，而電力設備絕緣性能的下降往往表現為局部放電的發生，所以有效的局部放電定位可以快速、準確地找出變電站中電力設備的絕緣缺陷，提高檢修效率，避免重大事故的發生，是電力系統安全、可靠的有力保證。

由于局部放電發生時會產生信號例如熱、光、超聲波和特高頻(Ultra-highfrequency，簡稱UHF)電磁波信號，由此發展出了多種針對變電站電力設備的局部放電位置定位的方法，其中，通常采用的定位方法包括超聲波法以及特高頻法。

針對超聲波信號定位的超聲法，其定位精度較高，但是由于超聲波信號衰減較快，因此，該方法在測量時較為困難。而針對特高頻電磁波信號定位的特高頻法，由于特高頻電磁波具有良好的抗干擾性、穩定性、靈敏度以及傳播速度，因此，特高頻法適合用于變電站局部放電的定位。目前，常用的特高頻法包括時差法和角度測量法。其中，時差法需要特高頻傳感器與信號采集系統之間達到高精度的時間同步，因此，硬件開銷較大，應用較為困難。而角度測量法容易受到非視距(Non-Line-of-Sight，簡稱NLOS)的影響，也不適合用于變電站中局部放電的定位。

基于此，期望獲得一種針對變電站局部放電信號的定位方法，該定位方法測量難度低，對于設備硬件的要求較小，在保證高定位精度的同時，有效降低電力設備定位成本，大大提高電力設備的檢測與檢修的效率，有力保證了電力系統安全穩定運行。

發明內容

本發明的目的之一在于提供一種兩段式變電站局部放電信號定位方法，通過該兩段式變電站局部放電信號定位方法對局部放電信號進行定位過程中，具有測量難度低，對于設備硬件的要求小的優點，此外，該方法在保證高定位精度的同時，有效降低電力設備定位成本，大大提高電力設備的檢測與檢修的效率，有力保證了電力系統安全穩定運行。

基于上述目的，本發明提出了一種兩段式變電站局部放電信號定位方法，其包括步驟：

(1)構建模擬局部放電信號強度分布特性矩陣Ψ；

(2)對模擬局部放電信號強度分布特性矩陣中的模擬局部放電強度特性向量進行聚類，得到C個類；

(3)當局部放電實際發生時，采用n個特高頻傳感器采集局部放電信號并獲得對應的實測局部放電強度特性向量

(4)對局部放電信號進行初步定位，以縮小定位范圍：將實測局部放電強度特性向量r_PD輸入下式中：

其中，為第g個類中模擬局部放電強度特性向量的平均值；

求解使得上式中的值最小的類，則這個類中所有的模擬局部放電強度特性向量就構成了縮小的模擬局部放電信號強度分布特性矩陣Ψ′；

(5)在被縮小的范圍內，采用壓縮感知算法對局部放電信號進行精確定位。