[發明專利]一種變壓器與其附屬套管的局部放電定位方法

有效

• 申請號: 202011403856.5
• 申請日: 2020-12-02
• 公開（公告）號: CN112698162B
• 公開（公告）日: 2021-07-20
• 發明（設計）人: 郭蕾;張玉琳;溫榮婷
• 申請（專利權）人: 西南交通大學
• 主分類號: G01R31/12
• 分類號: G01R31/12
• 代理公司: 武漢聚信匯智知識產權代理有限公司 42258
• 代理人: 馬尚偉

1.一種變壓器與其附屬套管的局部放電定位方法，其特征在于，包括以下步驟：

第一步：超聲波傳感器的布置

在變壓器箱體安裝四個超聲波傳感器，分別位于垂直于地面的四個油箱壁面的中心位置，記為1號、2號、3號、4號超聲波傳感器；

記變壓器的三根附屬套管分別為附屬套管A、附屬套管B、附屬套管C，在附屬套管A的法蘭、上瓷套從下至上的第三個傘裙處、油枕、將軍帽處分別安裝5號、6號、7號、8號超聲波傳感器，在附屬套管B的法蘭、上瓷套從下至上的第三個傘裙處、油枕、將軍帽處分別安裝9號、10號、11號、12號超聲波傳感器，在附屬套管C的法蘭、上瓷套從下至上的第三個傘裙處、油枕、將軍帽處分別安裝13號、14號、15號、16號超聲波傳感器，共計安裝16個超聲波傳感器，依次記為超聲波傳感器N₁、N₂、N₃、N₄、N₅、N₆、N₇、N₈、N₉、N₁₀、N₁₁、N₁₂、N₁₃、N₁₄、N₁₅、N₁₆；

設超聲波傳感器的坐標為(x_i，y_i，z_i)，i＝1，2，…，16，為所述超聲波傳感器的編號，局部放電源的坐標為(x_p，y_p，z_p)；

第二步：獲取特征參數

獲取16個超聲波傳感器接收到的超聲波信號s_i，其中i＝1，2，…，16，為所述超聲波傳感器的編號；

利用互相關法獲取超聲波信號s₂、s₃、s₄與超聲波信號s₁的到達時間差，記為t_2-1，t_3-1，t_4-1，獲取超聲波信號s₆、s₇、s₈與超聲波信號s₅的到達時間差，記為t_6-5，t_7-5，t_8-5，獲取超聲波信號s₁₀、s₁₁、s₁₂與超聲波信號s₉的到達時間差，記為t_10-9，t_11-9，t_12-9，獲取超聲波信號s₁₄、s₁₅、s₁₆與超聲波信號s₁₃的到達時間差，記為t_14-13，t_15-13，t_16-13；

獲取所述16個超聲波信號s_i的波形特征參數，包括：峰值B_pi，單位為mV；上升時間T_pi，單位為s；上升斜率K_pi；能量表征參數E_pi；

上升時間T_pi為：

T_pi＝t_pi-t_ai

其中，t_pi為超聲波信號s_i的峰值B_pi對應時刻，t_ai為超聲波信號s_i到達i號傳感器的到達時刻；

上升斜率K_pi為：

其中，其中L(t)為t時刻的超聲波信號s_i的幅值；

能量表征參數E_pi為：

第三步：局部放電源位置的初步判斷

定義參數λ如下：

λ＝max(B_p5,B_p6,B_p7,B_p8,B_p9,B_p10,B_p11,B_p12,B_p13,B_p14,B_p15,B_p16)

若λ∈(B_p5,B_p6,B_p7,B_p8)，則記附屬套管A為附屬套管M；若λ∈(B_p9,B_p10,B_p11,B_p12)，則記附屬套管B為附屬套管M；若λ∈(B_p13,B_p14,B_p15,B_p16)，則記附屬套管C為附屬套管M；

記附屬套管M上四個超聲波傳感器的坐標為(x_M1，y_M1，z_M1)，(x_M2，y_M2，z_M2)，(x_M3，y_M3，z_M3)，(x_M4，y_M4，z_M4)；

記附屬套管M上超聲波傳感器對應的超聲波信號的特征參數依次為：上升時間T_Mpj、上升斜率K_Mpj、能量表征參數E_Mpj，j＝1，2，3，4；

若附屬套管A為附屬套管M，則T_Mp1＝T_p5，T_Mp2＝T_p6，T_Mp3＝T_p7，T_Mp4＝T_p8；K_Mp1＝K_p5，K_Mp2＝K_p6，K_Mp3＝K_p7，K_Mp4＝K_p8；E_Mp1＝E_p5，E_Mp2＝E_p6，E_Mp3＝E_p7，E_Mp4＝E_p8；

若附屬套管B為附屬套管M，則T_Mp1＝T_p9，T_Mp2＝T_p10，T_Mp3＝T_p11，T_Mp4＝T_p12；K_Mp1＝K_p9，K_Mp2＝K_p10，K_Mp3＝K_p11，K_Mp4＝K_p12；E_Mp1＝E_p9，E_Mp2＝E_p10，E_Mp3＝E_p11，E_Mp4＝E_p12；

若附屬套管C為附屬套管M，則T_Mp1＝T_p13，T_Mp2＝T_p14，T_Mp3＝T_p15，T_Mp4＝T_p16；K_Mp1＝K_p13，K_Mp2＝K_p14，K_Mp3＝K_p15，K_Mp4＝K_p16；E_Mp1＝E_p13，E_Mp2＝E_p14，E_Mp3＝E_p15，E_Mp4＝T_p16

局部放電源位置的初步判斷因子μ如下：

若0μ≤0.4，則局部放電源位于附屬套管M內，μ0.4，則局部放電源位于變壓器箱體內；

第四步：由初步判斷結果建立方程組

若由第三步初步判斷局部放電源位于變壓器箱體內，則建立如下方程組：

其中，v_T表示超聲波在變壓器箱體內的傳播速度，單位為m/s；

若由第三步初步判斷局部放電源位于附屬套管M內，則建立如下方程組：

其中，v_b表示超聲波在附屬套管內的傳播速度，單位為m/s，由第三步，若將附屬套管A標記為附屬套管M，則Δt₁＝t_6-5，Δt₂＝t_7-5，Δt₃＝t_8-5，若將附屬套管B標記為附屬套管M，則Δt₁＝t_10-9，Δt₂＝t_11-9，Δt₃＝t_12-9，若將附屬套管C標記為附屬套管M，則Δt₁＝t_14-13，Δt₂＝t_15-13，Δt₃＝t_16-13；

第五步：求解對應方程組確定局部放電的位置

根據第四步的對于不同情況的描述，利用牛頓迭代法求解對應所述方程組，獲得(x_p,y_p,z_p)的值。