[發(fā)明專利]一種基于聲壓的抗干擾的變壓器局部放電定位方法及裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010844632.1
• 申請日: 2020-08-20
• 公開（公告）號: CN112083297B
• 公開（公告）日: 2021-08-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊劍;蘇士偉;賈曉宇;司文榮;傅晨釗;魏本剛;賀林;吳旭濤;周秀;李秀廣;何寧輝
• 申請（專利權(quán)）人: 西安交通大學(xué);國網(wǎng)上海市電力公司;國網(wǎng)寧夏電力有限公司電力科學(xué)研究院
• 主分類號: G01R31/12
• 分類號: G01R31/12
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 王艾華

本發(fā)明公開了一種基于聲壓的抗干擾的變壓器局部放電定位方法及裝置。本裝置利用內(nèi)外傳感器的聲壓信息判斷聲源是否來自變壓器內(nèi)部，當(dāng)判斷聲源來自變壓器內(nèi)部時(shí)，則通過內(nèi)置傳感器組的聲壓值判斷局部放電發(fā)生的位置。本方法基于聲壓?距離模型，根據(jù)聲壓傳感器的接收信息先粗判局部放電的發(fā)生位置，通過傳感器的位置與聲壓信息建立聲壓?距離方程組，采用模擬退火算法對局部放電位置進(jìn)行求解，得到局部放電具體位置。本發(fā)明提出的聲壓?距離模型定位精度高，可以抵抗外界聲波干擾，并且避免了聲波在變壓器內(nèi)部折射和反射對定位造成的影響。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于變壓器局部放電檢測定位領(lǐng)域，尤其涉及一種基于超聲波聲壓的抗干擾多傳感器定位方法。

背景技術(shù)

變壓器是電力系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備，也是電力系統(tǒng)最昂貴的設(shè)備之一。變壓器運(yùn)行時(shí)，變壓器內(nèi)部處于強(qiáng)電場環(huán)境，當(dāng)絕緣體局部區(qū)域的電場強(qiáng)度達(dá)到擊穿場強(qiáng)時(shí)，該區(qū)域?qū)l(fā)生放電。局部放電一般不會引起絕緣的穿透性擊穿，但是可以導(dǎo)致介質(zhì)(特別是有機(jī)電介質(zhì))的局部損壞。若局部放電長期存在，則在一定條件下可能造成絕緣裝置電氣強(qiáng)度的破壞。因此，對變壓器的實(shí)時(shí)在線監(jiān)測至關(guān)重要。

目前的局部放電檢測手段主要是利用局部放電過程中產(chǎn)生的光、電、聲和化學(xué)物質(zhì)來進(jìn)行判斷。方法有脈沖電流法、光測法、特高頻法、超聲檢測法和氣相色譜法。氣相色譜法通過分析絕緣油在局部放電下分解產(chǎn)物進(jìn)行檢測，可以對放電狀態(tài)進(jìn)行測定，氣相色譜法不受電磁干擾，靈敏度高，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在故障，但是難以檢測突發(fā)故障；脈沖電流法是目前變壓器局部放電檢測最主要的方式，具有靈敏度高且傳感器便于安裝的優(yōu)點(diǎn)，但脈沖電流法用于電力變壓器等設(shè)備時(shí)，存在著難以克服復(fù)雜電磁環(huán)境干擾的問題而且長時(shí)間線上監(jiān)測成本較高的缺點(diǎn)；采用光測法可以快速對電力設(shè)備外圍及線路進(jìn)行局部放電檢測，排除實(shí)驗(yàn)環(huán)境及設(shè)備表面缺陷干擾，但是設(shè)備昂貴成本高且難以用于設(shè)備內(nèi)部檢測；特高頻法可以免疫電磁干擾，靈敏度高，但是由于特高頻信號傳到傳感器的時(shí)間往往在納秒級別，這對檢測設(shè)備的要求很高，不容易對局部放電進(jìn)行定位。目前的超聲檢測法分為內(nèi)置式與外置式，外置式傳感器容易安裝，但是變壓器內(nèi)部的局部放電產(chǎn)生的超聲波信號經(jīng)過變壓器油與箱體之后，會造成很大程度的衰減，因此目前大家主要是針對內(nèi)置式超聲傳感器進(jìn)行研究，不過內(nèi)置式超聲傳感器也會受到外界超聲的干擾。傳統(tǒng)的超聲傳感器定位方法主要是利用不同傳感器接收到的超聲波信號的時(shí)間差來進(jìn)行定位的，現(xiàn)在的專利少有利用超聲波聲壓幅值進(jìn)行定位的方法，對聲波幅值衰減模型的局部放電定位模型沒有具體描述，具體表現(xiàn)為：

(1)對變壓器內(nèi)的聲波傳播速度的求解沒有統(tǒng)一的公式，變壓器內(nèi)的復(fù)雜結(jié)構(gòu)，不同聲介質(zhì)內(nèi)的聲波傳播速度不同，超聲波的多次折反射都造成了定位困難；

(2)目前采用超聲波定位的時(shí)間-距離模型中，測量的時(shí)間在毫秒級別，這對傳感器測時(shí)系統(tǒng)的要求比較高，使得定位成本增加而且還可能存在定位誤差大的問題。

(3)目前的內(nèi)置式超聲傳感器無法解決外部超聲波傳入變壓器內(nèi)部造成的干擾的問題。因此，急需一種能夠抵抗外界超聲干擾且精度高的局部放電超聲檢測方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種基于聲壓的抗干擾的變壓器局部放電定位方法及裝置，旨在對變壓器內(nèi)部的局部放電進(jìn)行精確定位，抵抗外界超聲干擾，為超聲檢測定位提供一種新的方法，提高超聲定位檢測的適用性與可行性。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種基于聲壓的抗干擾的變壓器局部放電定位方法，包括以下步驟：

步驟一：在待測變壓器外部與內(nèi)部的每一個(gè)壁面均布置壓力傳感器，其中每個(gè)內(nèi)側(cè)壁面至少布置四個(gè)傳感器，根據(jù)內(nèi)外傳感器檢測到的聲壓判斷是否進(jìn)行檢測，如果外部傳感器聲壓最大值大于內(nèi)部傳感器聲壓最大值，則不檢測，此時(shí)聲波來源于變壓器外部，即外部超聲干擾；若外部傳感器聲壓最大值小于內(nèi)部傳感器聲壓最大值，則進(jìn)行檢測，此時(shí)聲波來源于變壓器內(nèi)部，即局部放電產(chǎn)生的超聲波；

步驟二：在變壓器內(nèi)部建立空間直角坐標(biāo)系，獲取每一個(gè)內(nèi)置傳感器的位置坐標(biāo)；