CN104714156B - 基于特高频放电在线监测数据的gis局部放电定位方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了属于局部放电在线监测及放电源定位技术领域的一种基于特高频放电在线监测数据的GIS局部放电定位方法。该方法基于已有的特高频在线监测历史数据定位的，所述方法根据探头位置信息进行分类，根据在线监测历史数据对是否存在局部放电进行判定，之后根据在线监测历史数据与探头位置信息对局部放电信号进行定位。针对当前GIS在线定位需要再安装特定探头，现场定位过程复杂的问题，提出基于GIS局部放电在线监测历史数据的定位方法。提高了GIS局部放电定位的可实施性，减小了GIS局部放电定位的工作量。

Description

基于特高频放电在线监测数据的GIS局部放电定位方法
技术领域
本发明属于局部放电在线监测及放电源定位技术领域，特别涉及一种基于特高频放电在线监测数据的GIS局部放电定位方法。
背景技术
GIS(气体绝缘封闭金属电器)在输配电电力设备领域中有着广泛和重要应用,其输配电电力设备的封闭性结构加大了维护的难度,且故障隐患更难发现。为了能够准确地监测GIS的运行状态,及时发现和消除设备的故障隐患,对其实行在线监测就显得尤为重要，其中局部放电特高频在线监测方法因为其优秀的屏蔽干扰特性而被广泛应用。
当前GIS特高频在线监测设备生产厂家并不统一，一般仅上传数字格式的日放电最大值、日放电平均值、日放电重复率，很多地方也并没有统一波形或谱图上传规定，因此波形或谱图上传信息存在缺失或不统一等问题。而当前GIS特高频放电诊断及定位是基于波形信息及谱图信息的，这就导致无法在数据中心进行定位，只能根据在线监测前端设备进行定位，当前端设备不具备定位功能时，需要人工现场定位或购置具有定位功能的GIS特高频在线监测装置，这在一定程度上增加了工作难度，缺乏可实施性，同时也增加了成本。
发明内容
本发明的目的是提出一种基于特高频放电在线监测数据的GIS局部放电定位方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)根据特高频探头安装位置对在线监测数据进行分类，包括：
1.1根据探头所在变电站、所监测间隔、变电站拓扑信息对探头进行分类，将同变电站探头归于一类；
1.2根据间隔信息建立探头位置对应关系，即将空间及电气相邻探头分为一组，空间相邻即空间位置上临近；电气相邻即在母线的基础上空间位置上临近的探头；
2)根据在线监测历史数据对局部放电进行判定及定位，包括：
2.1绘制基于单一探头日平均放电量、日最大放电量趋势曲线，计算相关系数Ncorr，如公式(1)所示，
其中，AV(t)表示日平均放电量随时间的分布、表示日平均放电量的平均值，MAX(t)表示日最大放电量随时间的分布、表示日最大放电量的平均值；
2.2基于单一探头历史在线数据绘制日平均放电量、日放电重复率趋势曲线，计算相关系数MCorr，如公式(2)所示，
其中，AV(t)表示日平均放电量随时间的分布、表示日平均放电量的平均值，CNT(t)表示日放电重复率随时间的分布、表示日放电重复率的平均值；
对放电信号进行判定，考虑到内部缺陷引起的局部放电在时间上是持续、稳定存在的，而短时干扰通常不具备持续稳定的特点，当满足相关系数NCorr>k,NCorr>k定义为稳定放电信号；
3)对于确定为稳定放电信号的探头，根据拓扑信息提取相邻探头筛选相邻探头日平均放电量曲线，计算相应的相关系数AVCorr，如公式(3)所示：
其中XAV为X探头日平均放电量随时间的分布，YAV为Y探头日平均放电量随时间的分布，X、Y为相邻探头；表示X探头7天的日平均放电量均值，表示Y探头7天的日平均放电量均值；
考虑到GIS腔体对外部持续噪声信号具有很强的衰减作用，并且当内部发生局部放电的时候，相邻传感器之间应监测到相似信号，故选取AVCorr>h，判定为局部放电信号；
4)对于判定为局部放电信号的数据，进行放电源位置粗略判定，根据电磁波在空间中的衰减特性，当放电源距离监测点距离近时，监测幅值大，考虑到每日放电最大值易受外部短时干扰影响，故选取日平局部放电幅值进行比对；选定监测放电幅值较大的探头据放电源较近，反之较远。
所述的在线监测历史数据包括至少一个月的放电日平均放电量、日最大放电量、日放电重复率，其中每个监测量每天含一个数据。
所述短时干扰数据判定以探头自身的日平均放电量-日放电重复率相关系数NCorr，日平均放电量-日放电重复率相关系数MCorr为短时干扰判据。
所述的持续噪声数据判定以相邻探头日平均放电量相关系数AVCorr为持续噪声判据。
本发明的有益效果是针对当前GIS在线定位需要再安装特定探头，现场定位过程复杂的问题提出基于GIS局部放电在线监测历史数据的定位方法。提高了GIS局部放电定位的可实施性，减小了GIS局部放电定位的工作量，减小了相应的成本。
附图说明
图1为基于特高频放电的在线监测数据的GIS局部放电定位方法的流程图。
具体实施方式
本发明提出一种基于特高频放电在线监测数据的GIS局部放电定位方法，下面将参照附图对本发明方法进行说明。以某省2013年GIS特高频在线监测数据与电站拓扑信息为例，进行放电定位，定位结果经现场验证，定位结果正确。
图1所示为基于特高频放电的在线监测数据的GIS局部放电定位方法的流程图。包括以下步骤：
1)根据特高频探头安装位置对在线监测数据进行分类，包括：
1.1根据探头所在变电站、所监测间隔、变电站拓扑信息对探头进行分类，将同变电站探头归于一类；
1.2根据间隔信息建立探头位置对应关系，即各个探头位置分布相邻对应情况；
2)根据在线监测历史数据对局部放电进行判定及定位，其中在线监测历史数据包括至少一个月的放电日平均放电量、日最大放电量、日放电重复率，其中每个监测量每天含一个数据。具体包括：
2.1绘制基于单一探头日平均放电量、日最大放电量趋势曲线，计算相关系数Ncorr，如公式(1)所示，
其中，AV(t)表示日平均放电量随时间的分布、表示7天日平均放电量的平均值，MAX(t)表示日最大放电量随时间的分布、表示7天日最大放电量的平均值；
2.2基于单一探头历史在线数据绘制日平均放电量、日放电重复率趋势曲线，计算相关系数MCorr，如公式(2)所示，
其中，AV(t)表示日平均放电量随时间的分布、表示7天日平均放电量的平均值，CNT(t)表示日放电重复率随时间的分布、表示7天日放电重复率的平均值；
对放电信号进行判定，考虑到内部缺陷引起的局部放电在时间上是持续、稳定存在的，而短时干扰通常不具备持续稳定的特点，当满足相关系数NCorr>k,NCorr>k定义为稳定放电信号；
3)对于确定为稳定放电信号的探头，根据拓扑信息提取相邻探头筛选相邻探头日平均放电量曲线，计算相应的相关系数AVCorr，如公式(3)所示：
其中XAV为X探头日平均放电量随时间的分布，YAV为Y探头日平均放电量随时间的分布，X、Y为相邻探头；表示X探头7天的日平均放电量均值，表示Y探头7天的日平均放电量均值；
考虑到GIS腔体对外部持续噪声信号具有很强的衰减作用，并且当内部发生局部放电的时候，相邻传感器之间应监测到相似信号，故选取AVCorr>h，判定为局部放电信号；
4)对于判定为局部放电信号的数据，进行放电源位置粗略判定，根据电磁波在空间中的衰减特性，当放电源距离监测点距离近时，监测幅值大，考虑到每日放电最大值易受外部短时干扰影响，故选取日平局部放电幅值进行比对；判定放电源在日平均放电幅值较大的探头附近。
所述短时干扰数据判定以探头自身的日平均放电量-日放电重复率相关系数NCorr，日平均放电量-日放电重复率相关系数MCorr为短时干扰判据。
所述的持续噪声数据判定以相邻探头日平均放电量相关系数AVCorr为持续噪声判据。

Claims (3)

1.一种基于特高频放电在线监测数据的GIS局部放电定位方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)根据特高频探头安装位置对在线监测数据进行分类，包括：
1.1根据探头所在变电站、所监测间隔、变电站拓扑信息对探头进行分类，将同变电站探头归于一类；
1.2根据间隔信息建立探头位置对应关系，即将空间及电气相邻探头分为一组，空间相邻即空间位置上临近；电气相邻即在母线的基础上空间位置上临近的探头；
2)根据在线监测历史数据对局部放电进行判定及定位，其中在线监测历史数据包括至少一个月的放电日平均放电量、日最大放电量、日放电重复率，其中每个监测量每天含一个数据，包括：
2.1在进行定位之前，先进行基于特高频历史数据的短时干扰及持续噪声数据进行判定；绘制基于单一探头日平均放电量、日最大放电量趋势曲线，计算相关系数NCorr，如公式(1)所示
其中，AV(t)表示日平均放电量随时间的分布、表示日平均放电量的平均值，MAX(t)表示日最大放电量随时间的分布、表示日最大放电量的平均值；
2.2基于单一探头历史在线数据绘制日平均放电量、日放电重复率趋势曲线，计算相关系数MCorr，如公式(2)所示，
其中，AV(t)表示日平均放电量随时间的分布、表示日平均放电量的平均值，CNT(t)表示日放电重复率随时间的分布、表示日放电重复率的平均值；
对放电信号进行判定，考虑到内部缺陷引起的局部放电在时间上是持续、稳定存在的，而短时干扰通常不具备持续稳定的特点，当满足相关系数NCorr>k,MCorr>k定义为稳定放电信号；
2.3对于确定为稳定放电信号的探头，根据拓扑信息提取相邻探头筛选相邻探头日平均放电量曲线，计算相应的相关系数AVCorr，如公式(3)所示：
其中XAV为X探头日平均放电量随时间的分布，YAV为Y探头日平均放电量随时间的分布，X、Y为相邻探头；表示X探头7天的日平均放电量均值，表示Y探头7天的日平均放电量均值；
考虑到GIS腔体对外部持续噪声信号具有很强的衰减作用，并且当内部发生局部放电的时候，相邻传感器之间应监测到相似信号，故选取AVCorr>h，判定为局部放电信号；
2.4对于判定为局部放电信号的数据，进行放电源位置粗略判定，根据电磁波在空间中的衰减特性，当放电源距离监测点距离近时，监测幅值大，考虑到每日放电最大值易受外部短时干扰影响，故选取日平均局部放电幅值进行比对；选定监测放电幅值较大的探头据放电源较近，反之较远。
2.根据权利要求1所述基于特高频放电在线监测数据的GIS局部放电定位方法，其特征在于，所述短时干扰数据判定以探头自身的日平均放电量-日最大放电量相关系数NCorr，日平均放电量-日放电重复率相关系数MCorr为短时干扰判据。
3.根据权利要求1所述基于特高频放电在线监测数据的GIS局部放电定位方法，其特征在于，所述的持续噪声数据判定是考虑到GIS腔体对外部持续噪声信号具有很强的衰减作用，则以相邻探头日平均放电量相关系数AVCorr为持续噪声判据。
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