CN107271872A - 换流变压器油纸绝缘缺陷类型统计方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种换流变压器油纸绝缘缺陷类型统计方法及系统，包括：采集实时的直流及交直流复合电压下油纸绝缘局部放电信号；提取所述局部放电信号中包括的相邻两次放电之间的时间间隔、放电量和放电次数信息，其中，所述相邻两次放电之间的时间间隔包括当前放电脉冲与前一次放电脉冲之间的时间间隔和当前放电脉冲与下一次放电脉冲之间的时间间隔；根据所述相邻两次放电之间的时间间隔、放电量和放电次数信息，构建所述直流及交直流复合电压下油纸绝缘局部放电的统计参数表。本发明以相邻两次放电之间的时间间隔代替交流中相位的特征参量值，并结合传统参量放电量和放电次数构成统计参数表，从而可以判断换流变压器内部结构中是否存在缺陷。
Description
技术领域
本发明涉及检测技术领域，特别涉及一种换流变压器油纸绝缘缺陷类型统计方法及系统。
背景技术
为解决我国用电负荷中心与发电能源分布极其不均衡的问题，从而实施的“西电东送、南北互供”的国家电网发展战略有利于实现全国能源的合理配置。由于特高压直流输电具有输送距离远、输电容量大、节约线路走廊以及便于大区域电网非同步互联等特点，它已成为符合我国国情的首选输电方式。
从2009年至今，我国已自主规划、建设多条特高压直流输电线路，而现阶段国家电网公司在输电线路电压等级的选取上，采取“一刀切”的输电策略：输电距离在2000km以上时，采用±1100kV直流输电方式；输电距离在2000km以下时，主要采用±800kV直流输电方式。未来几年，特高压换流变压器的数量将明显增加，但特高压换流变压器内部存在许多绝缘问题，并且随着电压等级从±800kV提高到±1100kV，这些绝缘问题将变得更加突出，比如：一方面，换流变压器阀侧绕组及出线装置等部位在工况运行条件下，将同时承受交流、直流、交直流复合电压、冲击电压(例如：操作冲击、雷电冲击、振荡冲击)、高次谐波以及极性反转等多种电压形式的共同作用，绝缘结构设计十分复杂，这就使得换流变压器内部局部放电发生的概率大大增加；另一方面，在直流偏压的情况下，设备绝缘内部空间电荷的积聚、迁移、消散特性将导致换流变压器的运行环境更为恶劣、油纸绝缘的损伤机理更为复杂。由此可见，实际工程应用中，对于换流变压器绝缘系统要求将有别于传统交流变压器，而目前油纸复合绝缘材料在直流及交直流电压形式下的局部放电特性问题尚缺乏试验与理论支撑。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决上述相关技术中的技术问题之一。
为此，本发明的一个目的在于提出一种换流变压器油纸绝缘缺陷类型统计方法。该方法以相邻两次放电之间的时间间隔代替交流中相位的特征参量值，并结合传统参量放电量和放电次数构成统计参数表，从而可以判断换流变压器内部结构中是否存在缺陷。
本发明的另一个目的在于提出一种换流变压器油纸绝缘缺陷类型统计系统。
为了实现上述目的，本发明的一方面公开了一种换流变压器油纸绝缘缺陷类型统计方法，包括：采集实时的直流及交直流复合电压下油纸绝缘局部放电信号；提取所述局部放电信号中包括的相邻两次放电之间的时间间隔、放电量和放电次数信息，其中，所述相邻两次放电之间的时间间隔包括当前放电脉冲与前一次放电脉冲之间的时间间隔和当前放电脉冲与下一次放电脉冲之间的时间间隔；根据所述相邻两次放电之间的时间间隔、放电量和放电次数信息，构建所述直流及交直流复合电压下油纸绝缘局部放电的统计参数表。
根据本发明的换流变压器油纸绝缘缺陷类型统计方法，以相邻两次放电之间的时间间隔代替交流中相位的特征参量值，并结合传统参量放电量和放电次数构成统计参数表，从而可以判断换流变压器内部结构中是否存在缺陷。
另外，根据本发明上述实施例的换流变压器油纸绝缘缺陷类型统计方法还可以具有如下附加的技术特征：
进一步地，还包括：储存所述直流及交直流复合电压下油纸绝缘局部放电信号。
进一步地，还包括：根据所述局部放电信号，识别所述直流及交直流复合电压下油纸绝缘局部放电的放电缺陷类型和放电严重程度。
本发明的另一方面公开了一种换流变压器油纸绝缘缺陷类型统计系统，包括：采集模块，用于采集实时的直流及交直流复合电压下油纸绝缘局部放电信号；提取模块，所述提取模块与所述采集模块相连，用于提取所述局部放电信号中包括的相邻两次放电之间的时间间隔、放电量和放电次数信息，其中，所述相邻两次放电之间的时间间隔包括当前放电脉冲与前一次放电脉冲之间的时间间隔和当前放电脉冲与下一次放电脉冲之间的时间间隔；构建处理模块，所述构建处理模块与所述提取模块相连，用于根据所述相邻两次放电之间的时间间隔、放电量和放电次数信息，构建所述直流及交直流复合电压下油纸绝缘局部放电的统计参数表。
根据本发明的换流变压器油纸绝缘缺陷类型统计系统，以相邻两次放电之间的时间间隔代替交流中相位的特征参量值，并结合传统参量放电量和放电次数构成统计参数表，从而可以判断换流变压器内部结构中是否存在缺陷。
另外，根据本发明上述实施例的换流变压器油纸绝缘缺陷类型统计系统还可以具有如下附加的技术特征：
进一步地，还包括：存储模块，所述存储模块与所述采集模块相连，用于储存所述直流及交直流复合电压下油纸绝缘局部放电信号。
进一步地，还包括：识别模块，所述识别模块与所述采集模块相连，用于根据所述局部放电信号，识别所述直流及交直流复合电压下油纸绝缘局部放电的放电缺陷类型和放电严重程度。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是根据本发明一个实施例的换流变压器油纸绝缘缺陷类型统计方法的流程图；
图2是根据本发明一个实施例的直流及交直流局部放电统计特征测量系统界面；
图3是根据本发明一个实施例的换流变压器油纸绝缘缺陷类型统计系统的结构图；
图4是直流及交直流局部放电信号处理系统功能简介图；
图5是直流及交直流复合电压下局部放电统计分析及数据处理的界面示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
以下结合附图描述根据本发明实施例的换流变压器油纸绝缘缺陷类型统计方法及系统。
图1是根据本发明一个实施例的换流变压器油纸绝缘缺陷类型统计方法的流程图。
如图1所示，根据本发明一个实施例的换流变压器油纸绝缘缺陷类型统计方法，包括：
S110：采集实时的直流及交直流复合电压下油纸绝缘局部放电信号。
作为一个示例，以采集直流局部放电信号为例，因为直流局部放电信号不具有周期性，放电可能会在任何时刻发生，为了避免直流局部放电信号的丢失，必须对其放电过程中的局部放电信号进行高速实时采集。使用采样率为20Ms/s的高速数字采集卡，实现对4个通道的局部放电信号进行同步检测的功能，带宽为1MHz，满足Harry Nyquist(奈奎斯特频率)定理。为了减小局部放电信号存储对硬件容量要求的压力，可以选择5Ms/s采样率对典型油纸绝缘缺陷的局部放电信号进行采集，在此情况下，每1min采样点数据存储量将达到约2GB，系统可支持连续10h数据采样和存储，保证了直流及交直流局部放电信号的完整性和准确性。局部放电脉冲统计测量系统的灵敏度为0.1pC、环境背景噪声水平低于5pC，这样保证了测量得到的每个高于背景放电量的放电脉冲均源于试验品自身的放电，确保直流及交直流局部放电信号检测的有效性。
S120：提取局部放电信号中包括的相邻两次放电之间的时间间隔、放电量和放电次数信息，其中，相邻两次放电之间的时间间隔包括当前放电脉冲与前一次放电脉冲之间的时间间隔和当前放电脉冲与下一次放电脉冲之间的时间间隔。
具体来说，相邻两次放电之间的时间间隔使用△t表示，放电量Q和放电次数n信息，当前放电脉冲与前一次放电脉冲之间的时间间隔△tpre和当前放电脉冲与下一次放电脉冲之间的时间间隔△tsuc。
S130：根据相邻两次放电之间的时间间隔、放电量和放电次数信息，构建直流及交直流复合电压下油纸绝缘局部放电的统计参数表。
其中，统计参数表如表1所示。
表1
另外，为了满足用户能对长时采集数据所形成的特征谱图进行统计分析，直流及交直流局部放电特征谱统计参数及数据处理操作界面如图5所示，图5中所示的统计特征分析系统包含表1中全部特征谱图。
由于在实际操作采集数据和处理数据过程中，由于直流及交直流局部放电特征谱图所包含的信息过多，如果直接对其放电模式进行识别将变得十分困难；另外，因为不同操作人员存在主观判断上的差别，所以，对于局部放电类型及发展严重程度的判断上亦容易产生偏差。因此，如果能将原始数据进行处理，提取其中反映局部放电本质的特征参量，这样就把维数较高的原始数据转换到维数较低的便于识别分类新的特征空间，简化放电模式识别的难度，所以，本发明的一个实施例，还包括：储存直流及交直流复合电压下油纸绝缘局部放电信号。
另外，本发明还可以具有历史回放功能，可以重复观察及分析所测试结果。
在一些实施例中，还包括：根据局部放电信号，识别直流及交直流复合电压下油纸绝缘局部放电的放电缺陷类型和放电严重程度。
具体来说，在采集完成相关信号后，根据局部放电信号，结合图4所示，可以对直流及交直流局部放电信号的分析功能进行处理，其中，处理部分包括：时域分析、频域分析、统计分析，即：可以对放电脉冲在时域范围内展开，并可分析任意帧的直流及交直流局部放电信号的时域波形，经过FFT(Fast Fourier Transfoumation,快速傅氏变换)后可分析其频域分布特征，进而识别直流及交直流复合电压下油纸绝缘局部放电的放电缺陷类型和放电严重程度。为了满足用户对于不同特征测量系统的统计和分析，其中，用户可以根据如图2中显示的界面进行操作，主界面中可以实时显示放电次数、采样波形、放电发展趋势、时间段放电次数、放电量等等信息。
在一些实施例中，根据统计参数表建立局部放电模式识别与状态评估数据库，以此数据库为标准，以能对其他的直流及交直流电压下油纸绝缘缺陷类型和放电严重程度进行可靠判断。
根据本发明的换流变压器油纸绝缘缺陷类型统计方法，以相邻两次放电之间的时间间隔代替交流中相位的特征参量值，并结合传统参量放电量和放电次数构成统计参数表，从而可以判断换流变压器内部结构中是否存在缺陷。
图3是根据本发明一个实施例的换流变压器油纸绝缘缺陷类型统计系统的结构图。
如图3所示，本发明一个实施例的换流变压器油纸绝缘缺陷类型统计系统200，包括：采集模块210、提取模块220和构建处理模块230。
其中，采集模块210用于采集实时的直流及交直流复合电压下油纸绝缘局部放电信号。提取模块220与采集模块210相连，用于提取局部放电信号中包括的相邻两次放电之间的时间间隔、放电量和放电次数信息，其中，相邻两次放电之间的时间间隔包括当前放电脉冲与前一次放电脉冲之间的时间间隔和当前放电脉冲与下一次放电脉冲之间的时间间隔。构建处理模块230与提取模块220相连，用于根据相邻两次放电之间的时间间隔、放电量和放电次数信息，构建直流及交直流复合电压下油纸绝缘局部放电的统计参数表。
根据本发明的换流变压器油纸绝缘缺陷类型统计系统，以相邻两次放电之间的时间间隔代替交流中相位的特征参量值，并结合传统参量放电量和放电次数构成统计参数表，从而可以判断换流变压器内部结构中是否存在缺陷。
在一些实施例中，还包括：存储模块，存储模块与采集模块210相连，用于储存直流及交直流复合电压下油纸绝缘局部放电信号。
在一些实施例中，还包括：识别模块，识别模块与采集模块210相连，用于根据局部放电信号，识别直流及交直流复合电压下油纸绝缘局部放电的放电缺陷类型和放电严重程度。
需要说明的是，本发明实施例的换流变压器油纸绝缘缺陷类型统计系统的具体实现方式与本发明实施例的换流变压器油纸绝缘缺陷类型统计方法的具体实现方式类似，具体请参见换流变压器油纸绝缘缺陷类型统计方法部分的描述，为了减少冗余，此处不做赘述。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (6)
1.一种换流变压器油纸绝缘缺陷类型统计方法，其特征在于，包括：
采集实时的直流及交直流复合电压下油纸绝缘局部放电信号；
提取所述局部放电信号中包括的相邻两次放电之间的时间间隔、放电量和放电次数信息，其中，所述相邻两次放电之间的时间间隔包括当前放电脉冲与前一次放电脉冲之间的时间间隔和当前放电脉冲与下一次放电脉冲之间的时间间隔；
根据所述相邻两次放电之间的时间间隔、放电量和放电次数信息，构建所述直流及交直流复合电压下油纸绝缘局部放电的统计参数表。
2.根据权利要求1所述的换流变压器油纸绝缘缺陷类型统计方法，其特征在于，还包括：
储存所述直流及交直流复合电压下油纸绝缘局部放电信号。
3.根据权利要求1所述的换流变压器油纸绝缘缺陷类型统计方法，其特征在于，还包括：
根据所述局部放电信号，识别所述直流及交直流复合电压下油纸绝缘局部放电的放电缺陷类型和放电严重程度。
4.一种换流变压器油纸绝缘缺陷类型统计系统，其特征在于，包括：
采集模块，用于采集实时的直流及交直流复合电压下油纸绝缘局部放电信号；
提取模块，所述提取模块与所述采集模块相连，用于提取所述局部放电信号中包括的相邻两次放电之间的时间间隔、放电量和放电次数信息，其中，所述相邻两次放电之间的时间间隔包括当前放电脉冲与前一次放电脉冲之间的时间间隔和当前放电脉冲与下一次放电脉冲之间的时间间隔；
构建处理模块，所述构建处理模块与所述提取模块相连，用于根据所述相邻两次放电之间的时间间隔、放电量和放电次数信息，构建所述直流及交直流复合电压下油纸绝缘局部放电的统计参数表。
5.根据权利要求4所述的换流变压器油纸绝缘缺陷类型统计系统，其特征在于，还包括：
存储模块，所述存储模块与所述采集模块相连，用于储存所述直流及交直流复合电压下油纸绝缘局部放电信号。
6.根据权利要求4所述的换流变压器油纸绝缘缺陷类型统计系统，其特征在于，还包括：
识别模块，所述识别模块与所述采集模块相连，用于根据所述局部放电信号，识别所述直流及交直流复合电压下油纸绝缘局部放电的放电缺陷类型和放电严重程度。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| 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: 20171020 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |