[發(fā)明專利]一種變壓器套管特高頻局部放電在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和局部放電類型診斷方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210054123.8
• 申請(qǐng)日: 2022-01-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN114448092A
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-05-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 安濱;于檸源;丁晶;李震;任慶帥;劉丙偉;王人杰;夏苗
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 國(guó)家電網(wǎng)有限公司;國(guó)網(wǎng)山東省電力公司超高壓公司
• 主分類號(hào): H02J13/00
• 分類號(hào): H02J13/00
• 代理公司: 山東濟(jì)南齊魯科技專利事務(wù)所有限公司 37108
• 代理人: 張娟;楊彪

1.一種變壓器套管特高頻局部放電在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于：由磁吸式傳感器陣列單元、綜合監(jiān)測(cè)單元和綜合監(jiān)測(cè)后臺(tái)組成；

所述磁吸式傳感器陣列單元由均勻布置在套管升溫座外緣的數(shù)個(gè)特高頻傳感器組成；

所述綜合監(jiān)測(cè)單元包括采集和主控模塊、濾波模塊、電源模塊和通信模塊；所述采集和主控模塊包括AD轉(zhuǎn)換器、FPGA模塊和STM32模塊；所述濾波模塊為射頻高通濾波器；所述通信模塊為第一千兆單模單芯光纖收發(fā)器；

所述綜合監(jiān)測(cè)后臺(tái)包括通訊模塊、工控機(jī)和顯示器；其中通訊模塊為第二千兆單模單芯光纖收發(fā)器。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種變壓器套管特高頻局部放電在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于：所述特高頻傳感器為外置式特高頻傳感器，數(shù)目為三個(gè)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種變壓器套管特高頻局部放電在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于：三個(gè)外置式特高頻傳感器以間隔120°的方式布置于變壓器套管升高座，各個(gè)外置式特高頻傳感器通過(guò)同軸電纜與綜合監(jiān)測(cè)單元的通信模塊連接。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種變壓器套管特高頻局部放電在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于：所述電源模塊采用電源插座上的220V市電，并從市電獲取同步工頻信號(hào)，采用電源同步。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種變壓器套管特高頻局部放電在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于：采集和主控模塊的檢測(cè)頻帶為300-1500MHz，檢測(cè)通道輸入阻抗為50Ω。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種變壓器套管特高頻局部放電在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于：所述采集和主控模塊還包括信號(hào)放大器。

7.一種變壓器套管特高頻局部放電類型診斷方法，其特征在于：包括以下步驟：

①采用數(shù)個(gè)特高頻傳感器安置于套管升高座；

②獲取變壓器套管特高頻局部放電信號(hào)信息，包括放電幅值信息、放電相位信息、放電重復(fù)率信息和放電PRPD譜圖信息；

③將所獲取的局部放電數(shù)據(jù)信息輸入到預(yù)設(shè)算法進(jìn)行放電類型識(shí)別和分類，包括引入了量子粒子群優(yōu)化支持向量機(jī)算法QPSO-SVM來(lái)進(jìn)行放電類型診斷，將SVM訓(xùn)練集的錯(cuò)誤率作為適應(yīng)度函數(shù)，運(yùn)用QPSO算法對(duì)SVM的懲罰因子C和高斯核函數(shù)參數(shù)γ尋優(yōu)。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種變壓器套管特高頻局部放電類型診斷方法，其特征在于：步驟②的具體過(guò)程為，采集所有特高頻傳感器的通道信號(hào)，通過(guò)電源同步/內(nèi)同步處理，進(jìn)行信號(hào)預(yù)處理過(guò)程，去除背景噪聲信號(hào)，得到局部放電信號(hào)。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種變壓器套管特高頻局部放電類型診斷方法，其特征在于：步驟③的具體過(guò)程為：

將訓(xùn)練集和測(cè)試集隨機(jī)分成3：1的比例，并歸一化處理；

輸入QPSO算法各項(xiàng)參數(shù)，以及輸入SVM優(yōu)化算法的的各項(xiàng)參數(shù)；

將編碼空間映射到待尋優(yōu)函數(shù)的優(yōu)化解空間；

將訓(xùn)練集錯(cuò)誤率最小作為適應(yīng)度函數(shù)，適應(yīng)度值越小則解越優(yōu)；

根據(jù)適應(yīng)度值搜索更新粒子的個(gè)體最優(yōu)位置和全局最優(yōu)位置；

根據(jù)量子旋轉(zhuǎn)門更新種群中的每個(gè)粒子的位置；

利用量子非門作為變異算子實(shí)現(xiàn)變異操作；

多次迭代進(jìn)行尋優(yōu)，得到全局最優(yōu)位置作為尋優(yōu)結(jié)果；

將訓(xùn)練后的SVM對(duì)測(cè)試集進(jìn)行套管缺陷分類。