[發明專利]考慮溫度場變化的高壓開關柜局部放電定位方法及系統

在審

• 申請號: 202011077959.7
• 申請日: 2020-10-10
• 公開（公告）號: CN112213585A
• 公開（公告）日: 2021-01-12
• 發明（設計）人: 康文文;李森;李國亮;劉振虎;楊鳳文;韓鋒;宋士瞻;劉玉嬌;張健;王坤;代二剛
• 申請（專利權）人: 國網山東省電力公司棗莊供電公司;國家電網有限公司
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00;G01R31/12;G01S5/18;G06F30/23
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 黃海麗

1.考慮溫度場變化的高壓開關柜局部放電定位方法，其特征是，包括：

獲取高壓開關柜局部放電源的初步定位空間；根據高壓開關柜局部放電源的初步定位空間與高壓開關柜內部各個超聲波傳感器的位置關系，得到各個超聲波傳播路徑的約束條件；

構建高壓開關柜的三維溫度場，得到超聲波傳播路徑的溫度分布情況；根據超聲波傳播路徑的溫度分布情況，計算每個超聲波傳感器與局部放電源之間的距離；

將每個超聲波傳感器測量到信號的起始時刻與計時起點的傳播時間差，和每個超聲波傳感器與局部放電源之間的距離輸入到定位方程中，結合約束條件尋找最優解，獲得局部放電源所在的位置。

2.如權利要求1所述的方法，其特征是，所述高壓開關柜的局部放電源初步定位空間，獲取步驟包括：

將局部放電源初步定位在球形空間內，得到局部放電源初步定位空間；

或者，

所述將局部放電源初步定位在球形空間內，得到局部放電源初步定位空間；具體步驟包括：

使用TEV探測儀對開關柜進行多點檢測，并利用能量衰減法將局部放電源初步定位在設定半徑的球形空間內；

或者，

所述每個超聲波傳感器測量到信號的起始時刻與計時起點的傳播時間差；獲取步驟包括：

采用若干個超聲波傳感器對高壓開關柜進行局部放電測量，得到每個超聲波傳感器測量到信號的起始時刻與計時起點的傳播時間差。

3.如權利要求1所述的方法，其特征是，構建高壓開關柜的三維溫度場，具體步驟包括：

首先，使用三維建模軟件建立1:1等效高壓開關柜三維模型；

然后將模型導入有限元分析軟件中進行模型預處理，采用非結構網格進行劃分，構建高壓開關柜有限元模型；

然后，對高壓開關柜有限元模型進行電磁場仿真，加載邊界條件后通過時諧磁場分析求解高壓開關柜熱源，包括柜內載流導體的焦爾損耗、磁導體內的渦流和磁滯損耗；

最后，進行溫度場與流體場的耦合仿真，將高壓開關柜熱源作為荷載同各種邊界條件一起加載至熱場以及流體場中，迭代計算重新求解開關柜流體--溫度場，并計算相鄰兩步溫度計算誤差直至溫差小于設定閾值，得到高壓開關柜的溫度分布。

4.如權利要求1所述的方法，其特征是，根據超聲波傳播路徑的溫度分布情況，計算每個超聲波傳感器與局部放電源之間的距離；具體步驟包括：

各個超聲波傳感器與局部放電源之間的距離計算方法一致；其中，一個超聲波傳感器與局部放電源之間的距離計算步驟為：

通過該超聲波傳感器位置與初步定位空間球心位置確定直線的方向，直線以該超聲波傳感器位置為起點，以初步定位空間距離該超聲波傳感器位置的最遠端為終點，結合高壓開關柜三維溫度場，得到該直線的溫度分布情況；

從直線起點開始，每隔設定溫差確定一個節點，以此將直線劃分為n段，從三維溫度場中確定每段線段的長度；

以每段線段內中間點的溫度作為各自的平均溫度，計算超聲波在每段線段內的傳播速度；

然后，確定超聲波在每段線段內的傳播時間；

然后，計算超聲波在所有段線段內的總傳播時間；

最后，根據超聲波在所有段線段內的總傳播時間，確定超聲波傳感器與局部放電源之間的距離。