CN111505465A - 一种绕组类设备局放特性的建库查表定位方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本申请公开一种绕组类设备局放特性的建库查表定位方法及装置。所述方法包括测量多端脉冲电流,提取信号的极值及幅值;根据各端信号的极值及幅值,查找电流极性表确定放电发生的大致部位;计算电流幅值比,将计算得到的电流幅值比与已建立的电流幅值比库进行比对,获得放电的电气位置。采用本申请的技术方案实现在局部放电高频检测过程中,对多部位局部放电通过极性以及幅值进行建库,通过将实际测量的值与库中的数据相比较,实现排除干扰和对于局部放电的电气定位,进而排除故障。
Description
技术领域
本申请涉及电气设备局部放电信号检测技术领域,尤其涉及一种绕组类设备局放特性的建库查表定位方法及装置。
背景技术
局部放电是反映大型电力设备绝缘状态的重要参量之一,也是发现高压绝缘设备潜在缺陷的重要手段,具有灵敏度高以及及时有效的特点。目前,局部放电状态检测技术在变电站现场得到了广泛应用。
现有的一些局部放电检测的针对高频信号的主要为高频电流法,当某一部位发生局部放电时,将产生很陡的高频脉冲信号,通过接地线上测量的电流信号进行幅频特性分析,实现对于放电的电气定位。极性鉴别法只能用于缩小放电部位的可能范围,无法判断绕组中放电的具体电气位置;而端点电流脉冲频谱分析法虽然能相对有效的判断绕组中放电的大致电气位置,但是其仿真以及对于仿真结果和实测结果的数据处理过于繁杂,不利于现场的实际应用。
发明内容
本申请提供如下技术方案:一种绕组类设备局部放电放特性的建库查表定位方法,包括:
测量多端脉冲电流,提取信号的极值及幅值;
根据各端信号的极值及幅值,查找电流极性表确定放电发生的大致部位;
计算电流幅值比,将计算得到的电流幅值比与已建立的电流幅值比库进行比对,获得放电的电气位置。
如上所述的绕组类设备局部放电放特性的建库查表定位方法,其中,测量多端脉冲电流,提取信号的极值及幅值具体为:在绕组首端的高压套管末屏处、绕组末端的套管末屏处、中性点接地线处、油箱、铁心接地线处加上电流测量装置,注入双指数脉冲电源在电抗器不同部位得到发生局部放电测量电流的极性与幅值结果。
如上所述的绕组类设备局放特性的建库查表定位方法,其中,确定放电发生的大致部位,具体为以测量电流流入大地为正方向,通过比较各测量位置的测量电流的极性的异同,由此得到局部放电的大致位置。
如上所述的绕组类设备局放特性的建库查表定位方法,其中,计算电流幅值比,具体包括计算绕组末端中性点接地线和套管末屏电流与绕组首端高压套管末屏电流的最大幅值的比值,记为幅值比K1与K2。
如上所述的绕组类设备局放特性的建库查表定位方法,其中,通过如下公式计算幅值比K1与K2:
其中,Ihv为绕组首端高压套管末屏电流的最大幅值,Iend1与Iend2是绕组末端中性点接地线和套管末屏电流的最大幅值。
如上所述的绕组类设备局放特性的建库查表定位方法,其中,通过仿真得到不同位置的绕组饼间放电和绕组对地放电的K1与K2值,根据K1与K2值建立K值库;通过将现场测量得到的K1与K2值与K值库进行比对,得到绕组饼间放电和绕组对地放电的相对准确的电气位置,并能排除高压侧干扰。
如上所述的绕组类设备局放特性的建库查表定位方法,其中,在获得放电的电气位置后,还包括根据放电脉冲信号的区段定位结果,对干扰放电进行剔除和内部放电的准确辨识。
本申请还提供一种绕组类设备局放特性的建库查表定位装置,包括:
多端脉冲电流测量模块,用于测量多端脉冲电流,提取信号的极值及幅值;
放电发生部分的初步确定模块,用于根据各端信号的极值及幅值,查找电流极性表确定放电发生的大致部位;
放电电气位置准确确定模块,用于计算电流幅值比,将计算得到的电流幅值比与已建立的电流幅值比库进行比对,获得放电的电气位置。
如上所述的绕组类设备局放特性的建库查表定位装置,其中,所述多端脉冲电流测量模块,具体用于在绕组首端的高压套管末屏处、末端的套管末屏处、中性点接地线处、油箱、铁心接地线处加上电流测量装置,注入双指数脉冲电源在电抗器不同部位得到发生局部放电测量电流的极性与幅值结果。
如上所述的绕组类设备局放特性的建库查表定位装置,其中,所述放电电气位置准确确定模块,具体用于计算绕组末端中性点接地线和套管末屏电流与绕组首端高压套管末屏电流的最大幅值的比值,记为幅值比K1与K2:
其中,Ihv为绕组首端高压套管末屏电流的最大幅值,Iend1与Iend2分别为绕组末端中性点接地线和套管末屏电流的最大幅值;
通过仿真得到不同位置的绕组饼间放电和绕组对地放电的K1与K2值,根据K1与K2值建立K值库;通过将现场测量得到的K1与K2值与K值库进行比对,得到绕组饼间放电放电和绕组对地的相对准确的电气位置。
采用本申请技术方案实现如下技术效果:
(1)采用将高频传播特性(极性、幅值)进行仿真建库,通过将实际测量结果在库中查找,实现对局部放电的电气定位,在满足准确性的前提下也减少了实际应用的复杂性;
(2)实现在局部放电高频检测过程中,对多部位局部放电通过极性以及幅值进行建库,通过将实际测量的值与库中的数据相比较,实现排除干扰和对于局部放电的电气定位,进而排除故障。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请实施例提供的一种绕组类设备局放特性的建库查表定位方法流程图;
图2是建立的某一电抗器回路示意图;
图3是在图2所示的电抗器中注入的双指数脉冲波形示意图;
图4-图7是测量得到的多端脉冲电流结果示意图;
图8为绕组饼间放电K值对应的lgK1与lgK2在坐标系上的示意图;
图9为绕组对地放电K值对应的lgK1与lgK2在坐标系上的示意图;
图10为实际测试时某变压器A相对地放电的实测结果示意图。
具体实施方式
下面结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域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,都属于本发明保护的范围。
实施例一
本申请实施例一提供一种绕组类设备局放特性的建库查表定位方法,如图1所示,包括:
步骤110、测量多端脉冲电流,提取信号的极值及幅值;
其中,测量多端脉冲电流包括对套管末端接地线、中性点接地线、油箱接地线、铁心和夹件接地线进行脉冲电流测量;
本申请实施例中,图2为建立的某一电抗器回路示意图,通过对该电抗器绕组进行建模仿真,在绕组首端的高压套管末屏处、末端的套管末屏处、中性点接地线处、油箱、铁心接地线处加上电流测量装置,注入双指数脉冲电源在电抗器不同部位得到发生局部放电测量电流的极性与幅值结果;
在图2所示的电抗器中注入的双指数脉冲波形如图3所示,其上升沿在几十ns,满足高频电流的特点,测量得到的多端脉冲电流结果具体如图4-7所示,其中,图4为套管端部干扰电流结果示意图,图5为套管电容屏间击穿电流结果示意图,图6为绕组饼间放电电流结果示意图,图7为绕组对地放电电流结果示意图。
步骤120、根据各端信号的极值及幅值,查找电流极性表确定放电发生的大致部位;
具体地,以测量电流流入大地为正方向,通过比较各测量位置的测量电流的极性的异同,由此得到局部放电的大致位置,根据脉冲传播的路径分析得到具体结果如下:
表1脉冲极性结果
由表1的脉冲极性结果可以得出高压电源侧干扰在四个测量位置的电流极性均相同,绕组对地放电油箱处的电流极性与其余位置的电流极性相反;上述两种情况通过电流的极性与绕组对地放电通过极性识别;
从图4-图7所示的脉冲电流结果可见,在上述四个部位模拟发生局部放电仿真的结果与分析脉冲传播路径的结果一致,验证了通过脉冲极性确定放电的大致部位的正确性。
另外对于套管内部放电与绕组饼间放电的极性情况可能会相同,因此除了需要通过上述方式进行极性识别,还需要通过如下辅助方式进行区分。
步骤130、计算电流幅值比,将计算得到的电流幅值比与已建立的电流幅值比库进行比对,获得放电的电气位置;
具体地,绕组首端高压套管末屏电流的最大幅值为Ihv,绕组末端中性点接地线和套管末屏电流的最大幅值为Iend1与Iend2。分别定义绕组末端中性点接地线和套管末屏电流与绕组首端高压套管末屏电流的最大幅值的比值为幅值比K1与K2,定义式如下:
通过仿真得到不同位置的绕组饼间放电和绕组对地放电的K1与K2值,并以此建立K值库;通过将现场测量得到的K1与K2值与库进行比对,从而得到绕组饼间放电放电和绕组对地的相对准确的电气位置,并能排除高压侧干扰。
具体地,对于绕组饼间放电,将绕组不同饼间放电的最大幅值记录,分别与高压套管末屏的最大幅值作比,得到绕组饼间放电K值(如下表2所示),并将lgK1与lgK2表现在坐标系中(如图8所示的lgK1与lgK2曲线图):
放电位置 | 高压套管(A) | 接地线(A) | 中性点电容(A) | lgK1 | lgK2 |
3-5 | 0.59 | 2.16E-05 | 1.08E-04 | -4.43 | -3.73 |
13-15 | 0.46 | 3.77E-05 | 2.53E-04 | -4.08 | -3.25 |
23-25 | 0.27 | 1.11E-04 | 0.0029 | -3.38 | -1.96 |
33-35 | 0.078 | 3.45E-04 | 0.009 | -2.35 | -0.93 |
43-45 | 0.023 | 1.18E-03 | 0.03 | -1.28 | 0.11 |
53-55 | 0.0066 | 4.00E-03 | 0.11 | -0.21 | 1.22 |
63-65 | 0.0019 | 1.40E-02 | 0.36 | 0.86 | 2.27 |
73-75 | 5.73E-04 | 4.60E-02 | 1.15 | 1.90 | 3.30 |
83-末端 | 1.60E-04 | 1.60E-01 | 3.96 | 3.00 | 4.39 |
表2绕组饼间放电K值
由图8所示的lgK1与lgK2的曲线图可知,电流幅值比K的对数值随放电的电气位置变化基本呈线性关系,因此通过现场实际测量得到的K值通过查表来确定放电的电气位置;对于电抗器套管端部干扰测得的lgK1与lgK2分别为-5.68与-4.52,套管电容屏间击穿测得的lgK1与lgK2分别为-6.05与-5.07,这两种情况的K值均不在表中,因此通过K值查表法可以排除这两种情况。
对于绕组对地放电,将绕组不同位置对地放电的最大幅值记录,分别与高压套管末屏的最大幅值作比,得到绕组对地放电K值(如下表3所示),并将lgK1与lgK2表现在坐标系中(如图9所示的lgK1与lgK2曲线图):
放电位置 | 高压套管(A) | 接地线(A) | 中性点电容(A) | lgK1 | lgK2 |
3 | 6.73 | 2.71E-06 | 5.38E-04 | -5.39 | -4.09 |
13 | 2.82 | 6.69E-05 | 0.00179 | -4.62 | -3.19 |
23 | 0.91 | 1.71E-04 | 0.006 | -3.72 | -2.18 |
33 | 0.25 | 6.00E-04 | 0.022 | -2.61 | -1.05 |
43 | 0.073 | 2.00E-03 | 0.077 | -1.56 | 0.02 |
53 | 0.021 | 7.10E-03 | 0.226 | -0.47 | 1.10 |
63 | 0.006 | 2.48E-02 | 0.9198 | 0.61 | 2.18 |
73 | 0.0018 | 8.70E-02 | 2.93 | 1.68 | 3.21 |
83 | 4.3E-04 | 4.10E-01 | 11.78 | 2.97 | 4.43 |
表3绕组对地放电K值
由图9可以看出K的对数值随放电的电气位置变化基本呈线性关系,因此可以通过现场实际测量得到的K值通过查表来确定放电的电气位置。
图10为实际测试时,某变压器A相对地放电的实测结果,图中各图线分别代表在A、B、C三相套管末屏以及铁心和中性点处测量的极性幅值结果,结果显示,在A相绕组中局部放电的情况下,A相绕组高压套管末屏、中性点、铁心处三者的电流极性相同,并与其余两相极性相反,排除了高压电源侧的干扰,符合绕组对地放电的仿真结果,该结果验证了上述定位方法的有效性。
通过本申请实施例所述的建库查表定位方法,根据放电脉冲信号的区段定位结果,能够实现干扰放电的剔除和内部放电的准确辨识。
以上所述实施例,仅为本申请的具体实施方式,用以说明本申请的技术方案,而非对其限制,本申请的保护范围并不局限于此,尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内,其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改、变化或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本申请实施例技术方案的精神和范围。都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此,本申请的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种绕组类设备局放特性的建库查表定位方法,其特征在于,包括:
测量多端脉冲电流,提取信号的极值及幅值;
根据各端信号的极值及幅值,查找电流极性表确定放电发生的大致部位;
计算电流幅值比,将计算得到的电流幅值比与已建立的电流幅值比库进行比对,获得放电的电气位置。
2.如权利要求1所述的绕组类设备局放特性的建库查表定位方法,其特征在于,测量多端脉冲电流,提取信号的极值及幅值具体为:在绕组首端的高压套管末屏处、末端的套管末屏处、中性点接地线处、油箱、铁心接地线处加上电流测量装置,注入双指数脉冲电源在电抗器不同部位得到发生局部放电测量电流的极性与幅值结果。
3.如权利要求1所述的绕组类设备局放特性的建库查表定位方法,其特征在于,确定放电发生的大致部位,具体为以测量电流流入大地为正方向,通过比较各测量位置的测量电流的极性的异同,由此得到局部放电的大致位置。
4.如权利要求1所述的绕组类设备局放特性的建库查表定位方法,其特征在于,计算电流幅值比,具体包括计算绕组末端中性点接地线和套管末屏电流与绕组首端高压套管末屏电流的最大幅值的比值,记为幅值比K1与K2。
6.如权利要求4所述的绕组类设备局放特性的建库查表定位方法,其特征在于,通过仿真得到不同位置的绕组饼间放电和绕组对地放电的K1与K2值,根据K1与K2值建立K值库;通过将现场测量得到的K1与K2值与K值库进行比对,得到绕组饼间放电和绕组对地放电的相对准确的电气位置,并能排除高压侧干扰。
7.如权利要求1所述的绕组类设备局放特性的建库查表定位方法,其特征在于,在获得放电的电气位置后,还包括根据放电脉冲信号的区段定位结果,对干扰放电进行剔除和内部放电的准确辨识。
8.一种绕组类设备局放特性的建库查表定位装置,其特征在于,包括:
多端脉冲电流测量模块,用于测量多端脉冲电流,提取信号的极值及幅值;
放电发生部分的初步确定模块,用于根据各端信号的极值及幅值,查找电流极性表确定放电发生的大致部位;
放电电气位置准确确定模块,用于计算电流幅值比,将计算得到的电流幅值比与已建立的电流幅值比库进行比对,获得放电的电气位置。
9.如权利要求8所述的绕组类设备局放特性的建库查表定位装置,其特征在于,所述多端脉冲电流测量模块,具体用于在绕组首端的高压套管末屏处、末端的套管末屏处、中性点接地线处、油箱、铁心接地线处加上电流测量装置,注入双指数脉冲电源在电抗器不同部位得到发生局部放电测量电流的极性与幅值结果。
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