CN106019098A - 局部放电定位方法、装置及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种局部放电定位方法、装置及系统。局部放电定位方法包括：采集特高频天线阵列感应到的局部放电源的局部放电信号；根据局部放电信号确定位置测量值；以及根据预设误差补偿模型对位置测量值执行误差补偿，得到位置修正值，其中，位置测量值为局部放电源的位置的测量值。通过本发明，解决了相关技术中的定位方法对局部放电的定位误差较大的问题。

Description

局部放电定位方法、装置及系统

技术领域

本发明涉及测量领域，具体而言，涉及一种局部放电定位方法、装置及系统。

背景技术

局部放电(Partial Discharge)是电力设备的绝缘性能劣化的表现形式，也是电力设备绝缘性能进一步劣化的原因。为及时发现设备绝缘缺陷，预防绝缘击穿故障，需要对局部放电信号进行监测并定位。通过定位系统对局部放电位置进行定位可以及时的发现局部放电的位置，在确定局部放电位置之后可以对电力设备进行维修，阻止重大故障的发生。定位系统可以采用现有的定位方法，例如，特高频电磁波(Ultra HighFrequency，简称UHF)定位法，采用特高频电磁波定位法对局部放电进行监测可以全站定位，覆盖面广，并且灵敏度高，适合在线监测，因此成为了最有发展潜力的全站局部放电定位方法。但是，现有的定位方法都因自身的局限性而产生定位误差，导致定位的位置不够准确。

针对相关技术中的定位方法对局部放电的定位误差较大的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种局部放电定位方法、装置及系统，以解决相关技术中的定位方法对局部放电的定位误差较大的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种局部放电定位方法。该方法包括：采集特高频天线阵列感应到的局部放电源的局部放电信号；根据局部放电信号确定位置测量值，其中，位置测量值为局部放电源的位置的测量值；以及根据预设误差补偿模型对位置测量值执行误差补偿，得到位置修正值。

进一步地，在根据预设误差补偿模型对位置测量之执行误差补偿之前，该方法还包括：通过局部放电模拟器在预设位置执行局部放电实验；采集特高频天线阵列感应到的局部放电模拟器的局部放电实验信号；根据局部放电实验信号确定实验位置测量值，其中，实验位置测量值为局部放电模拟器的位置的测量值；以及通过预设算法根据预设位置和实验位置测量值之间的误差构造预设误差补偿模型。

进一步地，预设算法为Elman神经网络算法，Elman神经网络算法的网络模型包括输入层、隐含层、承接层和输出层，通过预设算法根据预设位置和实验位置测量值之间的误差构造预设误差补偿模型包括：确定位置测量值的向量维度数，其中，向量维度数为特高频天线阵列与局部放电源之间空间位置关系的向量的维度个数；确定Elman神经网络算法的网络模型的输入层节点数和输出层节点数为向量维度数；以及确定Elman神经网络算法的网络模型的隐含层层数、隐含层节点数、承接层层数、承接层节点数和输出层节点数。

进一步地，通过预设算法根据预设位置和实验位置测量值之间的误差构造预设误差补偿模型包括：通过预设算法确定实验位置测量值相对于预设位置的误差分布规律；根据误差分布规律构造误差补偿离散曲面；以及对误差补偿离散曲面执行连续化，得到预设误差补偿模型。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种局部放电定位装置。该装置包括：采集单元，用于采集特高频天线阵列感应到的局部放电源的局部放电信号；确定单元，用于根据局部放电信号确定位置测量值，其中，位置测量值为局部放电源的位置的测量值；以及执行单元，用于根据预设误差补偿模型对位置测量值执行误差补偿，得到位置修正值。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种局部放电定位系统。该系统包括：特高频天线阵列，用于感应局部放电源的局部放电信号；信号采集芯片，与特高频天线阵列相连接，用于采集局部放电信号；以及中央处理器，与信号采集芯片相连接，用于根据局部放电信号确定位置测量值，并根据预设误差补偿模型对位置测量值执行误差补偿，得到位置修正值，其中，位置测量值为局部放电源的位置的测量值。

进一步地，该系统还包括：局部放电定位模拟器，用于在预设位置执行局部放电模拟实验，其中，特高频天线阵列用于感应局部放电定位模拟器的局部放电信号并产生局部放电实验信号，中央处理器与局部放电定位模拟器相连接，用于确定预设位置，根据局部放电实验信号确定实验位置测量值，并根据预设位置与实验位置测量值之间的误差确定预设误差补偿模型，其中，实验位置测量值为局部放电模拟器的位置的测量值。

进一步地，中央处理器包括：标定模块，用于确定预设位置；以及通讯模块，与局部放电定位模拟器执行通讯，用于将预设位置发送至局部放电定位模拟器。

进一步地，该系统还包括：信号处理器，与信号采集芯片相连接，用于对局部放电信号执行信号处理，得到局部放电处理信号，其中，中央处理器用于根据局部放电处理信号确定位置测量值。

进一步地，信号处理器包括：滤波器，与信号采集芯片相连接，用于对局部放电信号执行滤波处理；放大器，与滤波器和中央处理器相连接，用于对滤波器的输出执行放大处理，得到局部放电处理信号，该系统还包括：示波器，与放大器相连接，用于显示局部放电处理信号。

本发明通过采集特高频天线阵列感应到的局部放电源的局部放电信号；根据局部放电信号确定位置测量值；以及根据预设误差补偿模型对位置测量值执行误差补偿，得到位置修正值，其中，位置测量值为局部放电源的位置的测量值，解决了相关技术中的定位方法对局部放电的定位误差较大的问题，进而达到了减小定位方法对局部放电的定位误差效果。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明实施例的局部放电定位方法的流程图；

图2是根据本发明实施例的局部放电定位装置的示意图；以及

图3是根据本发明实施例的局部放电定位系统的示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

本发明的实施例提供了一种局部放电定位方法。

图1是根据本发明实施例的局部放电定位方法的流程图。如图1所示，该方法包括以下步骤：

步骤S101，采集特高频天线阵列感应到的局部放电源的局部放电信号。

特高频天线阵列用于感应局部放电源产生的局部放电信号。局部放电源可以是电力设备，例如，电缆、变压器等。在发生局部放电时，会产生电信号，特高频天线阵列可以感应局部放电信号。该实施例提供的局部放电定位方法采用特高频电磁波定位方法对局部放电位置执行定位，首先需要采集特高频天线阵列感应到的局部放电源的局部放电信号。

步骤S102，根据局部放电信号确定位置测量值。

位置测量值为局部放电源的位置的测量值。局部放电源与特高频天线阵列之间具有相对位置关系，在采集特高频天线阵列感应到的局部放电源的局部放电信号之后，根据局部放电信号确定位置测量值。

位置测量值可以是局部放电源与特高频天线阵列之间的相对位置关系，以特高频天线阵列作为定位的基准，确定局部放电源与特高频天线阵列的相对位置。

例如，确定局部放电源距离特高频天线阵列在径向上的距离和方向角，通过径向距离和方向角作为位置测量值来表征局部放电源与特高频天线阵列之间的相对位置关系。

可选地，确定位置测量值也可以是通过GIS定位系统确定的，在特高频天线阵列感应到局部放电信号之后，通过GIS定位系统对产生局部放电信号执行定位，得到位置测量值。

步骤S103，根据预设误差补偿模型对位置测量值执行误差补偿，得到位置修正值。

在确定位置测量值之后，根据预设误差补偿模型对位置测量值执行误差补偿，得到位置修正值。

根据预设误差补偿模型对位置测量值执行误差补偿可以是通过预设误差补偿模型对位置测量值执行计算，得到误差补偿值，其中，预设误差补偿模型可以是误差补偿值与局部放电位置之间的关系的数学模型，由于准确的局部放电位置不可知，而位置测量值相对于位置测量值和实际的局部放电位置之间的误差是一个较大的数值，因此，可以由位置测量值代替局部放电位置计算误差补偿值。

具体而言，预设误差补偿模型可以是一个映射公式，映射公式用于表征误差补偿值与局部放电位置之间的映射关系，预设误差补偿模型也可以是一个映射的表格，表格中包括多个位置测量值与误差补偿值的映射关系，可以通过在表格中查询与位置测量值对应的值得到误差补偿值。

位置修正值为对位置测量值执行误差补偿之后得到的修正值。根据位置测量值与误差补偿值确定位置修正值可以是通过直接将位置测量值与误差补偿值相加得到位置修正值，其中，位置补偿值可以带有正负的符号，以表示误差的方向。

该实施例提供的局部放电定位方法，通过采集特高频天线阵列感应到的局部放电源的局部放电信号；根据局部放电信号确定位置测量值；以及根据预设误差补偿模型对位置测量值执行误差补偿，得到位置修正值，其中，位置测量值为局部放电源的位置的测量值，解决了相关技术中的定位方法对局部放电的定位误差较大的问题，进而达到了减小定位方法对局部放电的定位误差效果。

在根据预设误差补偿模型对位置测量之执行误差补偿之前，需要确定误差补偿模型，确定误差补偿模型的方法可以是执行以下步骤：通过局部放电模拟器在预设位置执行局部放电实验；采集特高频天线阵列感应到的局部放电模拟器的局部放电实验信号；根据局部放电实验信号确定实验位置测量值，其中，实验位置测量值为局部放电模拟器的位置的测量值；通过预设算法根据预设位置和实验位置测量值之间的误差构造预设误差补偿模型。

通过在根据预设误差补偿模型对位置测量之执行误差补偿之前执行上述三个步骤，可以对预设定位系统进行标定，标定是指用标准的计量仪器对所使用的计量仪器的准确度进行检测，通过在已知的实验位置执行局部放电实验，将预设定位系统监测得到的实验位置测量值与已知的实验位置进行对比，之间的差值可以视作预设定位系统定位产生的误差。可以经过多次局部放电实验得到在不同位置局部放电之后预设定位系统的误差，以获取预设定位系统的误差与局部放电位置之间的分布规律。

优选地，预设算法为Elman神经网络算法。Elman神经网络算法的网络模型包括输入层、隐含层、承接层和输出层。通过预设算法根据预设位置和实验位置测量值之间的误差构造预设误差补偿模型可以通过执行以下步骤实现：确定位置测量值的向量维度数，其中，向量维度数为特高频天线阵列与局部放电源之间空间位置关系的向量的维度个数；确定Elman神经网络算法的网络模型的输入层节点数和输出层节点数为向量维度数；以及确定Elman神经网络算法的网络模型的隐含层层数、隐含层节点数、承接层层数、承接层节点数和输出层节点数。

具体而言，通过预设算法根据预设位置和实验位置测量值之间的误差构造预设误差补偿模型可以是通过预设算法确定实验位置测量值相对于预设位置的误差分布规律，然后根据误差分布规律构造误差补偿离散曲面，最后对误差补偿离散曲面执行连续化，得到预设误差补偿模型。

需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

本发明的实施例还提供了一种局部放电定位装置。需要说明的是，本发明实施例的局部放电定位装置可以用于执行本发明的局部放电定位方法。

图2是根据本发明实施例的局部放电定位装置的示意图。如图2所示，该装置包括采集单元10，确定单元20和执行单元30。

采集单元10用于采集特高频天线阵列感应到的局部放电源的局部放电信号。

确定单元20用于根据局部放电信号确定位置测量值。

执行单元30用于根据预设误差补偿模型对位置测量值执行误差补偿，得到位置修正值。其中，位置测量值为局部放电源的位置的测量值。

该实施例提供的局部放电定位装置，通过采集单元10采集特高频天线阵列感应到的局部放电源的局部放电信号，确定单元20根据局部放电信号确定位置测量值，执行单元30根据预设误差补偿模型对位置测量值执行误差补偿，得到位置修正值，解决了相关技术中的定位方法对局部放电的定位误差较大的问题，进而达到了减小定位方法对局部放电的定位误差效果。

本发明的实施例还提供了一种局部放电定位系统。需要说明的是，本发明实施例的局部放电定位系统可以包括本发明的局部放电定位装置。

图3是根据本发明实施例的局部放电定位系统的示意图。如图3所示，该系统包括特高频天线阵列100，信号采集芯片200和中央处理器300。

特高频天线阵列100用于感应局部放电源的局部放电信号。

信号采集芯片200与特高频天线阵列100相连接，用于采集局部放电信号。

中央处理器300与信号采集芯片200相连接，用于根据局部放电信号确定位置测量值，并根据预设误差补偿模型对位置测量值执行误差补偿，得到位置修正值，其中，位置测量值为局部放电源的位置的测量值。

优选地，该系统还可以包括局部放电定位模拟器，用于在预设位置执行局部放电模拟实验，其中，特高频天线阵列用于感应局部放电定位模拟器的局部放电信号并产生局部放电实验信号，中央处理器与局部放电定位模拟器相连接，用于确定预设位置，根据局部放电实验信号确定实验位置测量值，并根据预设位置与实验位置测量值之间的误差确定预设误差补偿模型，其中，实验位置测量值为局部放电模拟器的位置的测量值。

中央处理器可以包括标定模块和通讯模块，标定模块用于确定预设位置，通讯模块与局部放电定位模拟器执行通讯，可以将预设位置发送至局部放电定位模拟器。

作为上述实施例的一个优选实施例，该系统还可以包括信号处理器，信号处理器与信号采集芯片相连接，可以对局部放电信号执行信号处理，得到局部放电处理信号，在得到局部放电处理信号之后，中央处理器可以根据局部放电处理信号确定位置测量值。

信号处理器可以包括滤波器和放大器，滤波器与信号采集芯片相连接，可以对局部放电信号执行滤波处理；放大器与滤波器和中央处理器相连接，可以对滤波器的输出执行放大处理，得到局部放电处理信号，优选地，该系统还可以包括示波器，示波器与放大器相连接，用于显示局部放电处理信号。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种局部放电定位方法，其特征在于，包括：

采集特高频天线阵列感应到的局部放电源的局部放电信号；

根据所述局部放电信号确定位置测量值，其中，所述位置测量值为所述局部放电源的位置的测量值；以及

根据预设误差补偿模型对所述位置测量值执行误差补偿，得到位置修正值。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在根据预设误差补偿模型对所述位置测量之执行误差补偿之前，所述方法还包括：

通过局部放电模拟器在预设位置执行局部放电实验；

采集所述特高频天线阵列感应到的所述局部放电模拟器的局部放电实验信号；

根据所述局部放电实验信号确定实验位置测量值，其中，所述实验位置测量值为所述局部放电模拟器的位置的测量值；以及

通过预设算法根据所述预设位置和所述实验位置测量值之间的误差构造所述预设误差补偿模型。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述预设算法为Elman神经网络算法，所述Elman神经网络算法的网络模型包括输入层、隐含层、承接层和输出层，通过预设算法根据所述预设位置和所述实验位置测量值之间的误差构造所述预设误差补偿模型包括：

确定所述位置测量值的向量维度数，其中，所述向量维度数为所述特高频天线阵列与所述局部放电源之间空间位置关系的向量的维度个数；

确定所述Elman神经网络算法的网络模型的输入层节点数和输出层节点数为所述向量维度数；以及

确定所述Elman神经网络算法的网络模型的隐含层层数、隐含层节点数、承接层层数、承接层节点数和输出层节点数。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，通过预设算法根据所述预设位置和所述实验位置测量值之间的误差构造所述预设误差补偿模型包括：

通过所述预设算法确定所述实验位置测量值相对于所述预设位置的误差分布规律；

根据所述误差分布规律构造误差补偿离散曲面；以及

对所述误差补偿离散曲面执行连续化，得到所述预设误差补偿模型。

5.一种局部放电定位装置，其特征在于，包括：

采集单元，用于采集特高频天线阵列感应到的局部放电源的局部放电信号；

确定单元，用于根据所述局部放电信号确定位置测量值，其中，所述位置测量值为所述局部放电源的位置的测量值；以及

执行单元，用于根据预设误差补偿模型对所述位置测量值执行误差补偿，得到位置修正值。

6.一种局部放电定位系统，其特征在于，包括：

特高频天线阵列，用于感应局部放电源的局部放电信号；

信号采集芯片，与所述特高频天线阵列相连接，用于采集所述局部放电信号；以及

中央处理器，与所述信号采集芯片相连接，用于根据所述局部放电信号确定位置测量值，并根据预设误差补偿模型对所述位置测量值执行误差补偿，得到位置修正值，其中，所述位置测量值为所述局部放电源的位置的测量值。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：

局部放电定位模拟器，用于在预设位置执行局部放电模拟实验，

其中，所述特高频天线阵列用于感应所述局部放电定位模拟器的局部放电信号并产生局部放电实验信号，所述中央处理器与所述局部放电定位模拟器相连接，用于确定所述预设位置，根据所述局部放电实验信号确定实验位置测量值，并根据所述预设位置与所述实验位置测量值之间的误差确定所述预设误差补偿模型，其中，所述实验位置测量值为所述局部放电模拟器的位置的测量值。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述中央处理器包括：

标定模块，用于确定所述预设位置；以及

通讯模块，与所述局部放电定位模拟器执行通讯，用于将所述预设位置发送至所述局部放电定位模拟器。

9.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：

信号处理器，与所述信号采集芯片相连接，用于对所述局部放电信号执行信号处理，得到局部放电处理信号，其中，所述中央处理器用于根据所述局部放电处理信号确定所述位置测量值。

10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，

所述信号处理器包括：滤波器，与所述信号采集芯片相连接，用于对所述局部放电信号执行滤波处理；放大器，与所述滤波器和所述中央处理器相连接，用于对所述滤波器的输出执行放大处理，得到所述局部放电处理信号，

所述系统还包括：示波器，与所述放大器相连接，用于显示所述局部放电处理信号。