CN107192930A - 一种变压器局部放电定位方法 - Google Patents

一种变压器局部放电定位方法 Download PDF

Info

Publication number
CN107192930A
CN107192930A CN201710478810.1A CN201710478810A CN107192930A CN 107192930 A CN107192930 A CN 107192930A CN 201710478810 A CN201710478810 A CN 201710478810A CN 107192930 A CN107192930 A CN 107192930A
Authority
CN
China
Prior art keywords
mrow
msub
msup
mtr
mtd
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201710478810.1A
Other languages
English (en)
Inventor
贾勇勇
胡成博
路永玲
李玉杰
腾云
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
State Grid Corp of China SGCC
Electric Power Research Institute of State Grid Jiangsu Electric Power Co Ltd
Original Assignee
State Grid Corp of China SGCC
Electric Power Research Institute of State Grid Jiangsu Electric Power Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by State Grid Corp of China SGCC, Electric Power Research Institute of State Grid Jiangsu Electric Power Co Ltd filed Critical State Grid Corp of China SGCC
Priority to CN201710478810.1A priority Critical patent/CN107192930A/zh
Publication of CN107192930A publication Critical patent/CN107192930A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/12—Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing
    • G01R31/1209—Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing using acoustic measurements

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Medicines Containing Antibodies Or Antigens For Use As Internal Diagnostic Agents (AREA)

Abstract

本发明公开了一种变压器局部放电定位方法，对同一待测局放源，分别采用声‑声定位算法和声‑电联合定位算法，测定该局放源的坐标；对测定的两个坐标分别赋予不同的权重；最终的坐标即为两个测定坐标的加权和。本发明为在线运行的变压器的巡检提供有效的巡检依据，保证带电状态下变压器设备的正常巡检测试，并能及时发现设备存在的放电位置，为变压器设备需要停电维修提供依据；为变压器的检修提供技术保证，方便检修人员快速高效找到变压器的局部放电位置，以便对变压器进行检修；本发明为变电站的运维管理带来极大便利，减少了运维成本，提高了管理效率和水平。

Description

一种变压器局部放电定位方法
技术领域
本发明涉及一种变压器局部放电定位方法，具体是涉及一种基于超声、特高频和高频电流的变压器局部放电定位方法，属于放电定位技术领域。
背景技术
电力变压器是电力系统重要的输变电设备，其绝缘情况的好坏直接影响着电力系统的安全运行，随着电力系统的发展和电压等级的提高，局部放电已经成为电力变压器绝缘劣化的主要原因之一。对于结构复杂的大型变压器而言，绝缘劣化程度不仅取决于放电量的大小，而且还与放电位置密切相关，因此十分必要对变压器内部的放电源给予定位，以便分析判断其内部放电的严重性。另外，在变压器放电故障检修时，也需要局部放电定位，以便缩短检修周期，提高检修效率。
变压器的局部放电过程中，会产生电脉冲、电磁辐射、超声波、光以及生成的一些新的生成物。利用检测设备，可以将产生的超声信号、电磁波信号和高频电流信号(这里统称局部放电信号，简称局放信号)转化为具体的可视化波形数据，然后利用测试设备对接收到测试数据计算时延，最后根据球面定位和双曲面定位对测试数据进行变压器的局部放电定位，以找到变压器局部放电的具体位置。
在变压器的局部放电定位过程中，可以根据现场实时采集到的超声、特高频和高频电流信号、超声波在变压器中的等效波速、变压器的尺寸、信号所在位置等数据采取不同的组合利用不同的方法可以对变压器局部放电进行定位。
光定位可通过荧光管线检测局放发出的荧光信号或光纤形变来定位，该方法不受电磁干扰，但安装工艺复杂，难以满足实际运用；特高频法通过检测变压器局放产生的超高频(UHF)信号，进而通过不同位置传感器接收的信号的时间差对局放源进行定位。脉冲电流检测法主要是采用检测阻抗来测出局部放电产生的脉冲电流，然后得到局部放电的放电次数、放电量及放电相位，该方法容易受到电磁干扰，获取有效脉冲信号困难。气相色谱检测法是通过分析变压器油中的气体成分和浓度来对局部放电的模式做出判断。但是这种方法由于依靠长期检测油色谱数据，无法感应突发的事故。超声波检测法是通过固定在变压器外壁的超声波传感器接收变压器内部局部放电产生的超声波信号。它是一种无损检测方法，且被检测设备无电气联系，其特点是不易受变电站电磁波干扰，可以对局部放电故障进行定位与分析。其困难在于超声波在电气设备内部的传播过程很复杂，想准确分析超声检测结果比较困难。
由于变压器内部结构及现场应用环境复杂，对于传统单一的定位方式精度很难得到保证。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种变压器局部放电定位方法。
为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：
一种变压器局部放电定位方法，对同一待测局放源，分别采用声-声定位算法和声-电联合定位算法，测定该局放源的坐标；对测定的两个坐标分别赋予不同的权重；最终的坐标即为两个测定坐标的加权和。
声-声定位算法的具体过程为，至少需要N+1个超声探头，N+1≥4，将N+1个超声探头放置在变压器箱壳相分离的几个点上，组成声测阵列，测定局放信号从局放源到各超声探头的传播时间，定义其中一个超声探头为参考探头，对应的传播时间为参考时间，计算其他传播时间与参考时间之间的时间差，将这些时间差代入声测阵列对应的方程组，利用最小二乘法，将局放源定位问题转变为约束性最优化问题，求解约束性最优化问题，即可得到局放源坐标。
定义待求的局放源坐标为P1(x,y,z)，N个超声探头的坐标分别为A0(x0,y0,z0)、A1(x1,y1,z1)、…、AN(xN,yN,zN)，局放源到各超声探头的距离为L0、L1、…、LN，局放信号从局放源到各超声探头的传播时间T0、T1、…、TN，局放信号传播速度为V；
声测阵列对应的方程组为，
定义A0(x0,y0,z0)为参考探头，则其他传播时间与参考时间之间的时间差为，
将时间差带入声测阵列对应的方程组可得，
推广到一般形式为，
其中，i∈[1,N]，i为整数；
求局放源坐标，必须使得下式fi最小，
此时，也最小；
则局放源定位问题转变为约束性最优化问题，
求解即可得到局放源坐标。
声-电联合定位算法的过程为，需要一个电信号和至少M个超声探头，M≥3，M超声波探头放置在变压器箱壳相分离的几个点上，电信号通过电信号发射器发射，通过电信号接收器接受，电信号发射装置设置为陡脉冲信号源，假定电信号接收器接收到电信号的时间为局放发生时间，超声探头接收到局放信号的时间与局放发生时间之差为局放信号传播时间t，以超声探头坐标为球心，以Vt为半径，构建球面方程，求解M个球面方程构成的方程组即可得到局放源坐标。
定义待求的局放源坐标为P2(x,y,z)，M个超声探头的坐标分别为B1(x1,y1,z1)、B2(x2,y2,z2)、…、BM(xM,yM,zM)，局放发生时间为t0，M个超声探头接收到局放信号的时间为t′1、t′2、…、t′M，M个超声探头接收到局放信号的时间与局放发生时间之差分别为t1＝t′1-t0、t1＝t′2-t0…、t1＝t′M-t0；
M个球面方程构成的方程组为，
求解M个球面方程构成的方程组即可得到局放源坐标。
最终局放源坐标其中 β≤1，和β为权重因子，由领域专家设定，P1(x,y,z)和P2(x,y,z)分别为声-声定位算法和声-电联合定位算法测定的局放源的坐标。
本发明所达到的有益效果：本发明为在线运行的变压器的巡检提供有效的巡检依据，保证带电状态下变压器设备的正常巡检测试，并能及时发现设备存在的放电位置，为变压器设备需要停电维修提供依据；为变压器的检修提供技术保证，方便检修人员快速高效找到变压器的局部放电位置，以便对变压器进行检修；本发明为变电站的运维管理带来极大便利，减少了运维成本，提高了管理效率和水平。
附图说明
图1为本发明的流程图；
图2为变压器局部放电定位系统结构图；
图3为声测阵列示意图；
图4为小波包降噪处理的流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
如图1所示，一种变压器局部放电定位方法，包括以下步骤：
步骤1，如图2所示，进行硬件架设，包括至少K个超声探头、一个电信号发射装置、一个电信号接收器、路由器和服务器(如电脑)，K＝N+M+1≥7，超声探头、电信号接收器均通过路由器与服务器连接，电信号发射装置设置为陡脉冲信号源，电信号发射装置发射电信号，电信号接收器接收电信号；其中至少N+1个超声探头用于声-声定位，N+1≥4，电信号发射装置、电信号接收器以及至少M个超声探头用于声-电联合定位，M≥3。
步骤2，对同一待测局放源，分别采用声-声定位算法和声-电联合定位算法，测定该局放源的坐标。
采用声-声定位算法测定局放源坐标的过程为：将N+1个超声探头放置在变压器箱壳相分离的几个点上，组成声测阵列，测定局放信号从局放源到各超声探头的传播时间，定义其中一个超声探头为参考探头，对应的传播时间为参考时间，计算其他传播时间与参考时间之间的时间差，将这些时间差代入声测阵列对应的方程组，利用最小二乘法，将局放源定位问题转变为约束性最优化问题，求解约束性最优化问题，即可得到局放源坐标。
具体如下：
定义待求的局放源坐标为P1(x,y,z)，N个超声探头的坐标分别为A0(x0,y0,z0)、A1(x1,y1,z1)、…、AN(xN,yN,zN)，局放源到各超声探头的距离为L0、L1、…、LN，局放信号从局放源到各超声探头的传播时间T0、T1、…、TN，局放信号传播速度为V；
如图3所示，声测阵列对应的方程组为，
定义A0(x0,y0,z0)为参考探头，则其他传播时间与参考时间之间的时间差为，
将时间差带入声测阵列对应的方程组可得，
推广到一般形式为，
其中，i∈[1,N]，i为整数；
求局放源坐标，必须使得下式fi最小，
此时，也最小；
则局放源定位问题转变为约束性最优化问题，
求解即可得到局放源坐标。
声-电联合定位算法的过程为：M超声波探头放置在变压器箱壳相分离的几个点上，假定电信号接收器接收到电信号的时间为局放发生时间，超声探头接收到局放信号的时间与局放发生时间之差为局放信号传播时间t，以超声探头坐标为球心，以Vt为半径，构建球面方程，求解M个球面方程构成的方程组即可得到局放源坐标。
具体如下：
定义待求的局放源坐标为P2(x,y,z)，M个超声探头的坐标分别为B1(x1,y1,z1)、B2(x2,y2,z2)、…、BM(xM,yM,zM)，局放发生时间为t0，M个超声探头接收到局放信号的时间为t′1、t′2、…、t′M，M个超声探头接收到局放信号的时间与局放发生时间之差分别为t1＝t′1-t0、t1＝t′2-t0…、t1＝t′M-t0；
M个球面方程构成的方程组为，
求解M个球面方程构成的方程组即可得到局放源坐标。
在上述两个定位算法过程中，服务器接受到信号后会先进行小波包降噪处理，得到干净的局放信号，然后进行定位计算。
小波包降噪处理的过程如图4所述：
(1)对含噪局放信号进行分解，选择合适的小波函数并确定分解层次。小波基选取必须满足允许条件，同时具有较高的时频局部化能力和具有功与被分析信号平匹配的功率谱。
(2)阀值量化小波系数，选取合适的阀值以量化处理不同分辨率的小波。一般有软、硬阀值两种方法。
(3)对阀值量化后的小波进行信号重构还原，就得到了干净的局放信号。
步骤3，对测定的两个坐标分别赋予不同的权重，最终的坐标即为两个测定坐标的加权和。
最终局放源坐标其中 β≤1，和β为权重因子，由领域专家设定，P1(x,y,z)和P2(x,y,z)分别为声-声定位算法和声-电联合定位算法测定的局放源的坐标。
上述方法为在线运行的变压器的巡检提供有效的巡检依据，保证带电状态下变压器设备的正常巡检测试，并能及时发现设备存在的放电位置，为变压器设备需要停电维修提供依据；为变压器的检修提供技术保证，方便检修人员快速高效找到变压器的局部放电位置，以便对变压器进行检修；为变电站的运维管理带来极大便利，减少了运维成本，提高了管理效率和水平。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种变压器局部放电定位方法，其特征在于：对同一待测局放源，分别采用声-声定位算法和声-电联合定位算法，测定该局放源的坐标；对测定的两个坐标分别赋予不同的权重；最终的坐标即为两个测定坐标的加权和。
2.根据权利要求1所述的一种变压器局部放电定位方法，其特征在于：声-声定位算法的具体过程为，
至少需要N+1个超声探头，N+1≥4，将N+1个超声探头放置在变压器箱壳相分离的几个点上，组成声测阵列，测定局放信号从局放源到各超声探头的传播时间，定义其中一个超声探头为参考探头，对应的传播时间为参考时间，计算其他传播时间与参考时间之间的时间差，将这些时间差代入声测阵列对应的方程组，利用最小二乘法，将局放源定位问题转变为约束性最优化问题，求解约束性最优化问题，即可得到局放源坐标。
3.根据权利要求2所述的一种变压器局部放电定位方法，其特征在于：
定义待求的局放源坐标为P1(x,y,z)，N个超声探头的坐标分别为A0(x0,y0,z0)、A1(x1,y1,z1)、…、AN(xN,yN,zN)，局放源到各超声探头的距离为L0、L1、…、LN，局放信号从局放源到各超声探头的传播时间T0、T1、…、TN，局放信号传播速度为V；
声测阵列对应的方程组为，
<mfenced open = "{" close = ""> <mtable> <mtr> <mtd> <mrow> <msub> <mi>L</mi> <mn>0</mn> </msub> <mo>=</mo> <msqrt> <mrow> <msup> <mrow> <mo>(</mo> <mi>x</mi> <mo>-</mo> <msub> <mi>x</mi> <mn>0</mn> </msub> <mo>)</mo> </mrow> <mn>2</mn> </msup> <mo>+</mo> <msup> <mrow> <mo>(</mo> <mi>y</mi> <mo>-</mo> <msub> <mi>y</mi> <mn>0</mn> </msub> <mo>)</mo> </mrow> <mn>2</mn> </msup> <mo>+</mo> <msup> <mrow> <mo>(</mo> <mi>y</mi> <mo>-</mo> <msub> <mi>y</mi> <mn>0</mn> </msub> <mo>)</mo> </mrow> <mn>2</mn> </msup> </mrow> </msqrt> <mo>=</mo> <msub> <mi>VT</mi> <mn>0</mn> </msub> </mrow> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <mrow> <msub> <mi>L</mi> <mn>1</mn> </msub> <mo>=</mo> <msqrt> <mrow> <msup> <mrow> <mo>(</mo> <mi>x</mi> <mo>-</mo> <msub> <mi>x</mi> <mn>1</mn> </msub> <mo>)</mo> </mrow> <mn>2</mn> </msup> <mo>+</mo> <msup> <mrow> <mo>(</mo> <mi>y</mi> <mo>-</mo> <msub> <mi>y</mi> <mn>1</mn> </msub> <mo>)</mo> </mrow> <mn>2</mn> </msup> <mo>+</mo> <msup> <mrow> <mo>(</mo> <mi>y</mi> <mo>-</mo> <msub> <mi>y</mi> <mn>1</mn> </msub> <mo>)</mo> </mrow> <mn>2</mn> </msup> </mrow> </msqrt> <mo>=</mo> <msub> <mi>VT</mi> <mn>1</mn> </msub> </mrow> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <mtable> <mtr> <mtd> <mo>.</mo> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <mo>.</mo> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <mo>.</mo> </mtd> </mtr> </mtable> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <mrow> <msub> <mi>L</mi> <mi>N</mi> </msub> <mo>=</mo> <msqrt> <mrow> <msup> <mrow> <mo>(</mo> <mi>x</mi> <mo>-</mo> <msub> <mi>x</mi> <mi>N</mi> </msub> <mo>)</mo> </mrow> <mn>2</mn> </msup> <mo>+</mo> <msup> <mrow> <mo>(</mo> <mi>y</mi> <mo>-</mo> <msub> <mi>y</mi> <mi>N</mi> </msub> <mo>)</mo> </mrow> <mn>2</mn> </msup> <mo>+</mo> <msup> <mrow> <mo>(</mo> <mi>y</mi> <mo>-</mo> <msub> <mi>y</mi> <mi>N</mi> </msub> <mo>)</mo> </mrow> <mn>2</mn> </msup> </mrow> </msqrt> <mo>=</mo> <msub> <mi>VT</mi> <mi>N</mi> </msub> </mrow> </mtd> </mtr> </mtable> </mfenced>
定义A0(x0,y0,z0)为参考探头，则其他传播时间与参考时间之间的时间差为，
<mfenced open = "{" close = ""> <mtable> <mtr> <mtd> <mrow> <msub> <mi>t</mi> <mn>1</mn> </msub> <mo>=</mo> <msub> <mi>T</mi> <mn>1</mn> </msub> <mo>-</mo> <msub> <mi>T</mi> <mn>0</mn> </msub> </mrow> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <mrow> <msub> <mi>t</mi> <mn>2</mn> </msub> <mo>=</mo> <msub> <mi>T</mi> <mn>2</mn> </msub> <mo>-</mo> <msub> <mi>T</mi> <mn>0</mn> </msub> </mrow> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <mtable> <mtr> <mtd> <mo>.</mo> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <mo>.</mo> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <mo>.</mo> </mtd> </mtr> </mtable> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <mrow> <msub> <mi>t</mi> <mi>N</mi> </msub> <mo>=</mo> <msub> <mi>T</mi> <mi>N</mi> </msub> <mo>-</mo> <msub> <mi>T</mi> <mn>0</mn> </msub> </mrow> </mtd> </mtr> </mtable> </mfenced>
将时间差带入声测阵列对应的方程组可得，
<mfenced open = "{" close = ""> <mtable> <mtr> <mtd> <mrow> <msqrt> <mrow> <msup> <mrow> <mo>(</mo> <mi>x</mi> <mo>-</mo> <msub> <mi>x</mi> <mn>1</mn> </msub> <mo>)</mo> </mrow> <mn>2</mn> </msup> <mo>+</mo> <msup> <mrow> <mo>(</mo> <mi>y</mi> <mo>-</mo> <msub> <mi>y</mi> <mn>1</mn> </msub> <mo>)</mo> </mrow> <mn>2</mn> </msup> <mo>+</mo> <msup> <mrow> <mo>(</mo> <mi>y</mi> <mo>-</mo> <msub> <mi>y</mi> <mn>1</mn> </msub> <mo>)</mo> </mrow> <mn>2</mn> </msup> </mrow> </msqrt> <mo>-</mo> <msqrt> <mrow> <msup> <mrow> <mo>(</mo> <mi>x</mi> <mo>-</mo> <msub> <mi>x</mi> <mn>0</mn> </msub> <mo>)</mo> </mrow> <mn>2</mn> </msup> <mo>+</mo> <msup> <mrow> <mo>(</mo> <mi>y</mi> <mo>-</mo> <msub> <mi>y</mi> <mn>0</mn> </msub> <mo>)</mo> </mrow> <mn>2</mn> </msup> <mo>+</mo> <msup> <mrow> <mo>(</mo> <mi>y</mi> <mo>-</mo> <msub> <mi>y</mi> <mn>0</mn> </msub> <mo>)</mo> </mrow> <mn>2</mn> </msup> </mrow> </msqrt> <mo>=</mo> <msub> <mi>Vt</mi> <mn>1</mn> </msub> </mrow> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <mrow> <msqrt> <mrow> <msup> <mrow> <mo>(</mo> <mi>x</mi> <mo>-</mo> <msub> <mi>x</mi> <mn>2</mn> </msub> <mo>)</mo> </mrow> <mn>2</mn> </msup> <mo>+</mo> <msup> <mrow> <mo>(</mo> <mi>y</mi> <mo>-</mo> <msub> <mi>y</mi> <mn>2</mn> </msub> <mo>)</mo> </mrow> <mn>2</mn> </msup> <mo>+</mo> <msup> <mrow> <mo>(</mo> <mi>y</mi> <mo>-</mo> <msub> <mi>y</mi> <mn>2</mn> </msub> <mo>)</mo> </mrow> <mn>2</mn> </msup> </mrow> </msqrt> <mo>-</mo> <msqrt> <mrow> <msup> <mrow> <mo>(</mo> <mi>x</mi> <mo>-</mo> <msub> <mi>x</mi> <mn>0</mn> </msub> <mo>)</mo> </mrow> <mn>2</mn> </msup> <mo>+</mo> <msup> <mrow> <mo>(</mo> <mi>y</mi> <mo>-</mo> <msub> <mi>y</mi> <mn>0</mn> </msub> <mo>)</mo> </mrow> <mn>2</mn> </msup> <mo>+</mo> <msup> <mrow> <mo>(</mo> <mi>y</mi> <mo>-</mo> <msub> <mi>y</mi> <mn>0</mn> </msub> <mo>)</mo> </mrow> <mn>2</mn> </msup> </mrow> </msqrt> <mo>=</mo> <msub> <mi>Vt</mi> <mn>2</mn> </msub> </mrow> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <mtable> <mtr> <mtd> <mo>.</mo> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <mo>.</mo> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <mo>.</mo> </mtd> </mtr> </mtable> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <mrow> <msqrt> <mrow> <msup> <mrow> <mo>(</mo> <mi>x</mi> <mo>-</mo> <msub> <mi>x</mi> <mi>N</mi> </msub> <mo>)</mo> </mrow> <mn>2</mn> </msup> <mo>+</mo> <msup> <mrow> <mo>(</mo> <mi>y</mi> <mo>-</mo> <msub> <mi>y</mi> <mi>N</mi> </msub> <mo>)</mo> </mrow> <mn>2</mn> </msup> <mo>+</mo> <msup> <mrow> <mo>(</mo> <mi>y</mi> <mo>-</mo> <msub> <mi>y</mi> <mi>N</mi> </msub> <mo>)</mo> </mrow> <mn>2</mn> </msup> </mrow> </msqrt> <mo>-</mo> <msqrt> <mrow> <msup> <mrow> <mo>(</mo> <mi>x</mi> <mo>-</mo> <msub> <mi>x</mi> <mn>0</mn> </msub> <mo>)</mo> </mrow> <mn>2</mn> </msup> <mo>+</mo> <msup> <mrow> <mo>(</mo> <mi>y</mi> <mo>-</mo> <msub> <mi>y</mi> <mn>0</mn> </msub> <mo>)</mo> </mrow> <mn>2</mn> </msup> <mo>+</mo> <msup> <mrow> <mo>(</mo> <mi>y</mi> <mo>-</mo> <msub> <mi>y</mi> <mn>0</mn> </msub> <mo>)</mo> </mrow> <mn>2</mn> </msup> </mrow> </msqrt> <mo>=</mo> <msub> <mi>Vt</mi> <mi>N</mi> </msub> </mrow> </mtd> </mtr> </mtable> </mfenced>
推广到一般形式为，
<mrow> <msqrt> <mrow> <msup> <mrow> <mo>(</mo> <mrow> <mi>x</mi> <mo>-</mo> <msub> <mi>x</mi> <mi>i</mi> </msub> </mrow> <mo>)</mo> </mrow> <mn>2</mn> </msup> <mo>+</mo> <msup> <mrow> <mo>(</mo> <mrow> <mi>y</mi> <mo>-</mo> <msub> <mi>y</mi> <mi>i</mi> </msub> </mrow> <mo>)</mo> </mrow> <mn>2</mn> </msup> <mo>+</mo> <msup> <mrow> <mo>(</mo> <mrow> <mi>y</mi> <mo>-</mo> <msub> <mi>y</mi> <mi>i</mi> </msub> </mrow> <mo>)</mo> </mrow> <mn>2</mn> </msup> </mrow> </msqrt> <mo>-</mo> <msqrt> <mrow> <msup> <mrow> <mo>(</mo> <mrow> <mi>x</mi> <mo>-</mo> <msub> <mi>x</mi> <mn>0</mn> </msub> </mrow> <mo>)</mo> </mrow> <mn>2</mn> </msup> <mo>+</mo> <msup> <mrow> <mo>(</mo> <mrow> <mi>y</mi> <mo>-</mo> <msub> <mi>y</mi> <mn>0</mn> </msub> </mrow> <mo>)</mo> </mrow> <mn>2</mn> </msup> <mo>+</mo> <msup> <mrow> <mo>(</mo> <mrow> <mi>y</mi> <mo>-</mo> <msub> <mi>y</mi> <mn>0</mn> </msub> </mrow> <mo>)</mo> </mrow> <mn>2</mn> </msup> </mrow> </msqrt> <mo>=</mo> <msub> <mi>Vt</mi> <mi>i</mi> </msub> </mrow>
其中，i∈[1,N]，i为整数；
求局放源坐标，必须使得下式fi最小，
<mrow> <msub> <mi>f</mi> <mi>i</mi> </msub> <mo>=</mo> <msqrt> <mrow> <msup> <mrow> <mo>(</mo> <mi>x</mi> <mo>-</mo> <msub> <mi>x</mi> <mi>i</mi> </msub> <mo>)</mo> </mrow> <mn>2</mn> </msup> <mo>+</mo> <msup> <mrow> <mo>(</mo> <mi>y</mi> <mo>-</mo> <msub> <mi>y</mi> <mi>i</mi> </msub> <mo>)</mo> </mrow> <mn>2</mn> </msup> <mo>+</mo> <msup> <mrow> <mo>(</mo> <mi>y</mi> <mo>-</mo> <msub> <mi>y</mi> <mi>i</mi> </msub> <mo>)</mo> </mrow> <mn>2</mn> </msup> </mrow> </msqrt> <mo>-</mo> <msqrt> <mrow> <msup> <mrow> <mo>(</mo> <mi>x</mi> <mo>-</mo> <msub> <mi>x</mi> <mn>0</mn> </msub> <mo>)</mo> </mrow> <mn>2</mn> </msup> <mo>+</mo> <msup> <mrow> <mo>(</mo> <mi>y</mi> <mo>-</mo> <msub> <mi>y</mi> <mn>0</mn> </msub> <mo>)</mo> </mrow> <mn>2</mn> </msup> <mo>+</mo> <msup> <mrow> <mo>(</mo> <mi>y</mi> <mo>-</mo> <msub> <mi>y</mi> <mn>0</mn> </msub> <mo>)</mo> </mrow> <mn>2</mn> </msup> </mrow> </msqrt> <mo>-</mo> <msub> <mi>Vt</mi> <mi>i</mi> </msub> </mrow>
此时，也最小；
则局放源定位问题转变为约束性最优化问题，
<mfenced open = "{" close = ""> <mtable> <mtr> <mtd> <mrow> <mi>min</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mi>f</mi> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <mrow> <mn>0</mn> <mo>&amp;le;</mo> <msub> <mi>x</mi> <mi>i</mi> </msub> <mo>&amp;le;</mo> <msub> <mi>x</mi> <mrow> <mi>m</mi> <mi>a</mi> <mi>x</mi> </mrow> </msub> </mrow> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <mrow> <mn>0</mn> <mo>&amp;le;</mo> <msub> <mi>y</mi> <mi>i</mi> </msub> <mo>&amp;le;</mo> <msub> <mi>y</mi> <mrow> <mi>m</mi> <mi>a</mi> <mi>x</mi> </mrow> </msub> </mrow> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <mrow> <mn>0</mn> <mo>&amp;le;</mo> <msub> <mi>z</mi> <mi>i</mi> </msub> <mo>&amp;le;</mo> <msub> <mi>z</mi> <mi>max</mi> </msub> </mrow> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <mrow> <mn>1.38</mn> <mo>&amp;le;</mo> <mi>V</mi> <mo>&amp;le;</mo> <mn>1.44</mn> </mrow> </mtd> </mtr> </mtable> </mfenced>
求解即可得到局放源坐标。
4.根据权利要求1所述的一种变压器局部放电定位方法，其特征在于：声-电联合定位算法的过程为，
需要一个电信号和至少M个超声探头，M≥3，M超声波探头放置在变压器箱壳相分离的几个点上，电信号通过电信号发射器发射，通过电信号接收器接受，电信号发射装置设置为陡脉冲信号源，假定电信号接收器接收到电信号的时间为局放发生时间，超声探头接收到局放信号的时间与局放发生时间之差为局放信号传播时间t，以超声探头坐标为球心，以Vt为半径，构建球面方程，求解M个球面方程构成的方程组即可得到局放源坐标。
5.根据权利要求4所述的一种变压器局部放电定位方法，其特征在于：
定义待求的局放源坐标为P2(x,y,z)，M个超声探头的坐标分别为B1(x1,y1,z1)、B2(x2,y2,z2)、…、BM(xM,yM,zM)，局放发生时间为t0，M个超声探头接收到局放信号的时间为t′1、t′2、…、t′M，M个超声探头接收到局放信号的时间与局放发生时间之差分别为t1＝t′1-t0、t1＝t′2-t0…、t1＝t′M-t0；
M个球面方程构成的方程组为，
<mfenced open = "{" close = ""> <mtable> <mtr> <mtd> <mrow> <msup> <mrow> <mo>(</mo> <mrow> <mi>x</mi> <mo>-</mo> <msub> <mi>x</mi> <mn>1</mn> </msub> </mrow> <mo>)</mo> </mrow> <mn>2</mn> </msup> <mo>+</mo> <msup> <mrow> <mo>(</mo> <mrow> <mi>y</mi> <mo>-</mo> <msub> <mi>y</mi> <mn>1</mn> </msub> </mrow> <mo>)</mo> </mrow> <mn>2</mn> </msup> <mo>+</mo> <msup> <mrow> <mo>(</mo> <mrow> <mi>y</mi> <mo>-</mo> <msub> <mi>y</mi> <mn>1</mn> </msub> </mrow> <mo>)</mo> </mrow> <mn>2</mn> </msup> <mo>=</mo> <msup> <mrow> <mo>(</mo> <mrow> <msub> <mi>Vt</mi> <mn>1</mn> </msub> </mrow> <mo>)</mo> </mrow> <mn>2</mn> </msup> </mrow> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <mrow> <msup> <mrow> <mo>(</mo> <mrow> <mi>x</mi> <mo>-</mo> <msub> <mi>x</mi> <mn>2</mn> </msub> </mrow> <mo>)</mo> </mrow> <mn>2</mn> </msup> <mo>+</mo> <msup> <mrow> <mo>(</mo> <mrow> <mi>y</mi> <mo>-</mo> <msub> <mi>y</mi> <mn>2</mn> </msub> </mrow> <mo>)</mo> </mrow> <mn>2</mn> </msup> <mo>+</mo> <msup> <mrow> <mo>(</mo> <mrow> <mi>y</mi> <mo>-</mo> <msub> <mi>y</mi> <mn>2</mn> </msub> </mrow> <mo>)</mo> </mrow> <mn>2</mn> </msup> <mo>=</mo> <msup> <mrow> <mo>(</mo> <mrow> <msub> <mi>Vt</mi> <mn>2</mn> </msub> </mrow> <mo>)</mo> </mrow> <mn>2</mn> </msup> </mrow> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <mtable> <mtr> <mtd> <mo>.</mo> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <mo>.</mo> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <mo>.</mo> </mtd> </mtr> </mtable> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <mrow> <msup> <mrow> <mo>(</mo> <mrow> <mi>x</mi> <mo>-</mo> <msub> <mi>x</mi> <mi>M</mi> </msub> </mrow> <mo>)</mo> </mrow> <mn>2</mn> </msup> <mo>+</mo> <msup> <mrow> <mo>(</mo> <mrow> <mi>y</mi> <mo>-</mo> <msub> <mi>y</mi> <mi>M</mi> </msub> </mrow> <mo>)</mo> </mrow> <mn>2</mn> </msup> <mo>+</mo> <msup> <mrow> <mo>(</mo> <mrow> <mi>y</mi> <mo>-</mo> <msub> <mi>y</mi> <mi>M</mi> </msub> </mrow> <mo>)</mo> </mrow> <mn>2</mn> </msup> <mo>=</mo> <msup> <mrow> <mo>(</mo> <mrow> <msub> <mi>Vt</mi> <mi>M</mi> </msub> </mrow> <mo>)</mo> </mrow> <mn>2</mn> </msup> </mrow> </mtd> </mtr> </mtable> </mfenced>
求解M个球面方程构成的方程组即可得到局放源坐标。
6.根据权利要求1所述的一种变压器局部放电定位方法，其特征在于：最终局放源坐标其中β≤1，和β为权重因子，由领域专家设定，P1(x,y,z)和P2(x,y,z)分别为声-声定位算法和声-电联合定位算法测定的局放源的坐标。
CN201710478810.1A 2017-06-22 2017-06-22 一种变压器局部放电定位方法 Pending CN107192930A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710478810.1A CN107192930A (zh) 2017-06-22 2017-06-22 一种变压器局部放电定位方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710478810.1A CN107192930A (zh) 2017-06-22 2017-06-22 一种变压器局部放电定位方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN107192930A true CN107192930A (zh) 2017-09-22

Family

ID=59878317

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710478810.1A Pending CN107192930A (zh) 2017-06-22 2017-06-22 一种变压器局部放电定位方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107192930A (zh)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108548996A (zh) * 2018-04-09 2018-09-18 国网天津市电力公司电力科学研究院 一种基于暂态地电压和特高频的检测开关柜缺陷的方法
CN110687388A (zh) * 2019-11-12 2020-01-14 保定天威新域科技发展有限公司 一种换流变压器内部缺陷探测电路
CN110749808A (zh) * 2019-11-11 2020-02-04 深圳供电局有限公司 Gis故障定位装置及系统
CN111983398A (zh) * 2020-08-05 2020-11-24 国网江苏省电力有限公司电力科学研究院 一种考虑nlos条件下电力变压器局放tdoa定位方法及系统
CN112083297A (zh) * 2020-08-20 2020-12-15 西安交通大学 一种基于声压的抗干扰的变压器局部放电定位方法及装置
CN113341280A (zh) * 2021-04-29 2021-09-03 西安交通大学 一种变压器油中局部放电在线定位监测系统及方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102841294A (zh) * 2011-12-23 2012-12-26 湖北省电力公司电力科学研究院 电气设备特高频局部放电检测中信号与干扰的鉴别方法
CN102879714A (zh) * 2012-09-20 2013-01-16 广州供电局有限公司 变压器局部放电检测定位方法
CN102879715A (zh) * 2012-09-20 2013-01-16 广州供电局有限公司 变压器局部放电检测定位方法
CN104808124A (zh) * 2015-04-30 2015-07-29 国家电网公司 开关柜局部放电故障位置的声电联合定位方法
CN105425128A (zh) * 2015-12-17 2016-03-23 国家电网公司 一种变压器局部放电超声波检测及精确定位装置与方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102841294A (zh) * 2011-12-23 2012-12-26 湖北省电力公司电力科学研究院 电气设备特高频局部放电检测中信号与干扰的鉴别方法
CN102879714A (zh) * 2012-09-20 2013-01-16 广州供电局有限公司 变压器局部放电检测定位方法
CN102879715A (zh) * 2012-09-20 2013-01-16 广州供电局有限公司 变压器局部放电检测定位方法
CN104808124A (zh) * 2015-04-30 2015-07-29 国家电网公司 开关柜局部放电故障位置的声电联合定位方法
CN105425128A (zh) * 2015-12-17 2016-03-23 国家电网公司 一种变压器局部放电超声波检测及精确定位装置与方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
张江: "变压器在线监测与故障定位系统的研究与开发", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技Ⅱ辑》 *
段肖力，等: "多手段定位技术在GIS局部放电带电检测中的应用", 《湖南电力》 *

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108548996A (zh) * 2018-04-09 2018-09-18 国网天津市电力公司电力科学研究院 一种基于暂态地电压和特高频的检测开关柜缺陷的方法
CN108548996B (zh) * 2018-04-09 2020-07-28 国网天津市电力公司电力科学研究院 一种基于暂态地电压和特高频的检测开关柜缺陷的方法
CN110749808A (zh) * 2019-11-11 2020-02-04 深圳供电局有限公司 Gis故障定位装置及系统
CN110687388A (zh) * 2019-11-12 2020-01-14 保定天威新域科技发展有限公司 一种换流变压器内部缺陷探测电路
CN111983398A (zh) * 2020-08-05 2020-11-24 国网江苏省电力有限公司电力科学研究院 一种考虑nlos条件下电力变压器局放tdoa定位方法及系统
CN111983398B (zh) * 2020-08-05 2024-01-30 国网江苏省电力有限公司电力科学研究院 一种考虑nlos条件下电力变压器局放tdoa定位方法及系统
CN112083297A (zh) * 2020-08-20 2020-12-15 西安交通大学 一种基于声压的抗干扰的变压器局部放电定位方法及装置
CN112083297B (zh) * 2020-08-20 2021-08-13 西安交通大学 一种基于声压的抗干扰的变压器局部放电定位方法及装置
CN113341280A (zh) * 2021-04-29 2021-09-03 西安交通大学 一种变压器油中局部放电在线定位监测系统及方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107192930A (zh) 一种变压器局部放电定位方法
CN1666109A (zh) 时－频域反射仪的装置及方法
CN106353651A (zh) 基于bp网络的gis局放声电联合检测故障定位方法
CN109799434A (zh) 局部放电模式识别系统及方法
CN109490730A (zh) 电缆放电检测方法、装置、存储介质及处理器
CN108088913B (zh) 用于钢轨轨底探伤的压电超声导波探头及其探伤方法
US9880212B2 (en) Method and apparatus for spatially resolved diagnosis
CN105807190A (zh) 一种gis局部放电超高频带电检测方法
CN106291281A (zh) 一种变电站设备局部放电定位系统及其方法
CN110320446A (zh) 基于回波损耗谱法的电力电缆缺陷定位及诊断方法
CN113654702B (zh) 一种gis盆式绝缘子残余应力的检测方法
CN113916989A (zh) 一种电力系统高性能环氧绝缘件内部缺陷检测方法及系统
CN114035007A (zh) 一种非接触式变压器套管局部放电检测系统
Tang et al. A method based on SVD for detecting the defect using the magnetostrictive guided wave technique
CN112461919A (zh) 应用多频超声技术检测变压器油理化性能的系统及方法
Refaat et al. A review of partial discharge detection techniques in power transformers
Shahid et al. Novel health diagnostics schemes analyzing corona discharge of operational aerial bundled cables in coastal regions
Tang et al. A frequency sweep location method for soft faults of power cables based on MUSIC-pseudospectrum
CN105973992A (zh) 环氧浇注绝缘件微小气孔缺陷的超声小波检测方法
CN117434396A (zh) 一种变压器套管末屏在线监测系统及其方法
CN107595260A (zh) 非接触式体征检测方法、装置、存储介质及其计算机设备
CN207232374U (zh) 一种基于横波法的局部放电超声检测传感器校准系统
CN109884483A (zh) 绝缘管型母线局部放电声学在线监测方法及装置
Rahbarimagham et al. Localization of radial deformation and its extent in power transformer HV winding using stationary UWB antennas
CN213398327U (zh) 一种用于低温低气压环境的声衰减系数测量装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20170922

RJ01 Rejection of invention patent application after publication