CN111812460B - 一种局部放电故障类型检测方法 - Google Patents

一种局部放电故障类型检测方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111812460B
CN111812460B CN202010500526.1A CN202010500526A CN111812460B CN 111812460 B CN111812460 B CN 111812460B CN 202010500526 A CN202010500526 A CN 202010500526A CN 111812460 B CN111812460 B CN 111812460B
Authority
CN
China
Prior art keywords
partial discharge
resistor
inductor
fault type
capacitor
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.)
Active
Application number
CN202010500526.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111812460A (zh
Inventor
许明
何龙
陈国金
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.)
Hangzhou Dianzi University
Original Assignee
Hangzhou Dianzi University
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 Hangzhou Dianzi University filed Critical Hangzhou Dianzi University
Priority to CN202010500526.1A priority Critical patent/CN111812460B/zh
Publication of CN111812460A publication Critical patent/CN111812460A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111812460B publication Critical patent/CN111812460B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

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
    • G01R31/1227—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 of components, parts or materials
    • G01R31/1263—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 of components, parts or materials of solid or fluid materials, e.g. insulation films, bulk material; of semiconductors or LV electronic components or parts; of cable, line or wire insulation
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R15/00—Details of measuring arrangements of the types provided for in groups G01R17/00 - G01R29/00, G01R33/00 - G01R33/26 or G01R35/00
    • G01R15/14—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks
    • G01R15/16—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using capacitive devices
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S10/00—Systems supporting electrical power generation, transmission or distribution
    • Y04S10/50—Systems or methods supporting the power network operation or management, involving a certain degree of interaction with the load-side end user applications
    • Y04S10/52—Outage or fault management, e.g. fault detection or location

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Testing Relating To Insulation (AREA)

Abstract

本发明公开了一种局部放电故障类型检测方法。电力设备发生故障时往往都会伴有放电的现象，这种放电一般不会引起绝缘的穿透性击穿，不会立即形成贯穿性通道。本发明如下：一、对存在不同局部放电故障类型的电子元件进行多组标定试验；二、根据步骤一中所得的各组标定试验得到的特征坐标，进行特征坐标对局部放电故障类型的标定。三、将高频电流互感器的感应圈套置到被测电子元件引出的线缆上；当被测电容器发生局部放电时，高频电流互感器检测电力设备局部放电所产生的局部放电信号。四、获取步骤三检测到的局部放电信号对应的特征坐标。五、结合步骤一和二中的标定结果，根据步骤四获得特征坐标确定被测电子元件当前发生的局部放电故障类型。

Description

一种局部放电故障类型检测方法
技术领域
本发明属于电力设备局部放电检测技术，具体涉及一种局部放电故障类型检测方法。
背景技术
电力设备在高温、高压、高负荷状态下运行的时间较长，设备可能会损坏得很快。如果能对电力设备故障进行预测，对设备进行更换和维修，将大大减少设备停机造成的经济损失。电力设备发生故障时往往都会伴有放电的现象，这种放电一般不会引起绝缘的穿透性击穿，不会立即形成贯穿性通道，但长期的局部放电使绝缘的劣化损伤逐步扩大，最终可使整个绝缘击穿或沿面闪络。因此，电力被测电力设备的在线状态监测和故障诊断是非常重要的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种局部放电故障类型检测方法。
本发明的具体步骤如下：
步骤一、对存在不同局部放电故障类型的电子元件进行多组标定试验，每种故障类型测试M组；对存在局部放电故障的电子元件进行标定试验的过程如下：
1-1.将高频电流互感器的感应圈套置到电子元件引出的线缆上；电子元件进行升压，使该电子元件发生局部放电。
1-2.通过高频电流互感器检测电子元件的局部放电信号；之后，利用混沌同步检测方法将局部放电信号转换成混沌误差分布图，并提取混沌误差分布图中混沌眼的坐标(X1,Y1)，(X2,Y2)。再进一步计算出特征坐标(Z1,Z2)；Z1＝a×(X1×Y1)，Z2＝b×(X2/Y1)，其中，a、b分别为两个混沌眼的修正系数。
步骤二、根据步骤一中所得的各组标定试验得到的特征坐标，进行特征坐标对局部放电故障类型的标定。
步骤三、将高频电流互感器的感应圈套置到被测电子元件引出的线缆上；当被测电容器发生局部放电时，高频电流互感器检测电力设备局部放电所产生的局部放电信号。
步骤四、根据步骤1-2中的方法获取步骤三检测到的局部放电信号对应的特征坐标。
步骤五、结合步骤一和二中的标定结果，根据步骤四获得特征坐标确定被测电子元件当前发生的局部放电故障类型。
作为优选，步骤二中，标定的具体过程如下：分别对属于同一故障类型的M个特征坐标求取中心坐标；将各中心坐标分别作为各局部放电故障类型的标准坐标。步骤五中获取局部放电故障类型的具体过程如下：将步骤四获得的特征坐标与各个标准坐标分别求距离。取到特征坐标距离最小的那个标准坐标对应的局部放电故障类型作为被测电容器当前发生的局部放电故障类型。
作为优选，步骤一和三中中，高频电流互感器检测到的局部放电信号均经过滤波、放大处理后转化为数字信号。
作为优选，步骤一中，局部放电故障类型包括元件氧化导致的局部放电、元件变形导致的局部放电、元件磨损导致的局部放电和元件存在杂质导致的局部放电。
作为优选，步骤一中，每种故障类型的测试次数M＝25。
作为优选，步骤一中，所述的电子元件为电容器。a和b的取值均为1。
作为优选，本发明采用的检测装置包括高频电流互感器、检测电路、控制器和上位机。上位机采用计算机。高频电流互感器的感应圈套置在被测电子元件一端引出的线缆上，并与检测电路的输入端相连。检测电路包括依次连接的高通滤波电路和同相放大电路。检测电路的输出端与控制器连接。控制器与上位机通信。
作为优选，所述的高通滤波电路包括电阻R1、电阻R2、电容C1、电容C2、电容C3、电感L1、电感L2、电感L3和电感L4。电阻R1一端接高频电流互感器的输出端、电容C1及电感L1的一端。电容C1的另一端接电感L2及电容C2的一端。电容C2的另一端接电感L3及电容C3的一端。电容C3的另一端接电感L4、电阻R2的一端，作为高通滤波电路的输出端。电阻R1、电阻R2、电感L1、电感L2、电感L3和电感L4的另一端均接地。
作为优选，所述的同相放大电路包括电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6和运算放大器。运算放大器的同向输入端接电阻R3的一端及高通滤波电路的输出端，反向输入端接电阻R4及电阻R5的一端，输出端接电阻R5的另一端、电阻R6的一端及控制器的模数转换接口。高通滤波电路的负供电电压端、电阻R3、电阻R4及电阻R6的另一端均接地。高通滤波电路的正供电电压端接外部电源。
本发明具有的有益效果是：
1、本发明利用混沌同步检测方法将检测信号转换成混沌误差分布图，然后将该图中的质心(混沌眼)作为故障诊断的特征，减少了提取所需特征的数量，大大减少了计算时间和硬件实现成本。
2、本发明可以检测被测电力设备放电信号中的任何细微变化，从而可以准确判断被测电力设备的工作状态。
3、本发明可以对不同被测电力设备的故障进行实时诊断和识别。
附图说明
图1是本发明采用的检测装置中高通滤波电路示意图；
图2是本发明采用的检测装置中同相放大电路示意图；
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步说明。
一种局部放电检测装置，用于检测电力设备内易发生局部放电的电子元件是否发生局部放电；本实施例中，被测的电子元件为电容器。该局部放电检测装置包括高频电流互感器、检测电路、控制器和上位机。上位机采用计算机。高频电流互感器的感应圈套置在被测电容器一端引出的线缆上，用于捕获局部放电信号，并与检测电路的输入端相连。检测电路包括高通滤波电路和同相放大电路。
如图1所示，高通滤波电路用来过滤测量过程中大量噪声干扰，以避免测量信号失真，包括电阻R1、电阻R2、电容C1、电容C2、电容C3、电感L1、电感L2、电感L3和电感L4。电阻R1一端接高频电流互感器的输出端、电容C1及电感L1的一端。电容C1的另一端接电感L2及电容C2的一端。电容C2的另一端接电感L3及电容C3的一端。电容C3的另一端接电感L4、电阻R2的一端，作为高通滤波电路的输出端Vout1。电阻R1、电阻R2、电感L1、电感L2、电感L3和电感L4的另一端均接地。
如图2所示，所述同相放大电路包括电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、运算放大器U1。运算放大器U1的同向输入端接电阻R3的一端及高通滤波电路的输出端Vout1，反向输入端接电阻R4及电阻R5的一端，输出端接电阻R5的另一端、电阻R6的一端及控制器的模数转换接口，将经过滤波、放大的局部放电信号传输给控制器。高通滤波电路的负供电电压端、电阻R3、电阻R4及电阻R6的另一端均接地。高通滤波电路的正供电电压端接外部电源。控制器与上位机通信。
上位机用于接收处理并实时检测被测电子元件的状态信号，通过混沌同步检测方法对被测电力设备局部放电信号进行特征提取和识别，从而判断被测电子元件的局部放电故障类型。
该电容器局部放电检测故障诊断方法如下：
步骤一、对存在不同局部放电故障类型的被测电容器进行多组标定试验，每种故障类型测试M组，本实施例中M＝25。局部放电故障类型包括元件氧化导致的局部放电、元件变形导致的局部放电、元件磨损导致的局部放电和元件存在杂质导致的局部放电。对存在局部放电故障的设备进行标定试验的过程如下：
1-1.通过高压变压器对不同故障类型的电力设备进行升压，使电力设备内的被测电容器发生局部放电。
1-2.通过高频电流互感器检测被测电容器的局部放电信号，并通过高通滤波电路和同相放大电路对信号进行滤波、放大处理后传输到控制器。
1-3.控制器将局部放电信号转换为数字信号并传递上位机。
1-4.上位机利用混沌同步检测方法将接收到的数字信号转换成混沌误差分布图，并提取混沌误差分布图中两个重心(混沌眼)的坐标(X1,Y1)，(X2,Y2)，用作被测电力设备数据的特征。对混沌眼坐标进行后处理，计算出特征坐标(Z1,Z2)；Z1＝a×(X1×Y1)，Z2＝b×(X2/Y1)，其中，a、b分别为两个混沌眼的修正系数，其值由被测电子元件的类型决定，本实施例中被测电子元件为电容器，a和b的取值均为1。由于本步骤中电力设备的局部放电故障类型提前已知，故能够通过(Z1,Z2)的坐标对电力设备存在的局部放电故障类型进行标定。
步骤二、步骤一中，每一组标定试验均得到一个特征坐标(Z1,Z2)；同一故障类型对应M个特征坐标；对属于同一故障类型的M个特征坐标求取中心坐标(M个横坐标取均值作为中心坐标的横坐标；M个纵坐标取均值作为中心坐标的横坐标)；将四种局部放电故障类型各自对应的中心坐标，分别作为四种局部放电故障类型的标准坐标。从而使得每个故障类型均对应一个标准坐标。
步骤三、将高频电流互感器的感应圈套置到被测电容器一端引出的线缆上，从而实时检测被测电力设备内的被测电容器的状态，当被测电容器发生局部放电时，高频电流互感器检测电力设备局部放电所产生的电流信号。电流信号经高通滤波电路和同相放大电路进行滤波、放大处理后传输到控制器。控制器将电流信号转换为数字信号并传输到上位机中。
步骤四、上位机利用混沌同步检测方法对步骤三中获得数字信号提取混沌误差分布图，并根据步骤1-4中的方法获得特征坐标(Z1′,Z2′)。
步骤五、结合步骤一和二中的标定结果，确定被测电容器发生的局部放电故障类型。
具体过程如下：
将步骤四获得的特征坐标与步骤二所得的四个标准坐标分别求距离，得到四个距离值。取四个距离值中的最小值对应的那个标准坐标，作为被选坐标；被选坐标对应的局部放电故障类型作为被测电容器当前发生的局部放电故障类型。

Claims (8)

1.一种局部放电故障类型检测方法，其特征在于：步骤一、对存在不同局部放电故障类型的电子元件进行多组标定试验，每种故障类型测试M组；对存在局部放电故障的电子元件进行标定试验的过程如下：
1-1.将高频电流互感器的感应圈套置到电子元件引出的线缆上；电子元件进行升压，使该电子元件发生局部放电；
1-2.通过高频电流互感器检测电子元件的局部放电信号；之后，利用混沌同步检测方法将局部放电信号转换成混沌误差分布图，并提取混沌误差分布图中混沌眼的坐标(X1,Y1)，(X2,Y2)；再进一步计算出特征坐标(Z1,Z2)；Z1=a×(X1×Y1)，Z2=b×(X2/Y1)；其中，a、b分别为两个混沌眼的修正系数；
步骤二、根据步骤一中所得的各组标定试验得到的特征坐标，进行特征坐标对局部放电故障类型的标定；
步骤三、将高频电流互感器的感应圈套置到被测电子元件引出的线缆上；当被测电子元件发生局部放电时，高频电流互感器检测电力设备局部放电所产生的局部放电信号；
步骤四、根据步骤1-2中的方法获取步骤三检测到的局部放电信号对应的特征坐标；
步骤五、结合步骤一和二中的标定结果，根据步骤四获得特征坐标确定被测电子元件当前发生的局部放电故障类型；
步骤二中标定的具体过程如下：分别对属于同一故障类型的M个特征坐标求取中心坐标；将各中心坐标分别作为各局部放电故障类型的标准坐标；
步骤五中获取局部放电故障类型的具体过程如下：将步骤四获得的特征坐标与各个标准坐标分别求距离；取到特征坐标距离最小的那个标准坐标对应的局部放电故障类型作为被测电子元件当前发生的局部放电故障类型。
2.根据权利要求1所述的一种局部放电故障类型检测方法，其特征在于：步骤一和步骤三中，高频电流互感器检测到的局部放电信号均经过滤波、放大处理后转化为数字信号。
3.根据权利要求1所述的一种局部放电故障类型检测方法，其特征在于：步骤一中，局部放电故障类型包括元件氧化导致的局部放电、元件变形导致的局部放电、元件磨损导致的局部放电和元件存在杂质导致的局部放电。
4.根据权利要求1所述的一种局部放电故障类型检测方法，其特征在于：步骤一中，每种故障类型的测试组数M=25。
5.根据权利要求1所述的一种局部放电故障类型检测方法，其特征在于：步骤一中，所述的电子元件为电容器；a和b的取值均为1。
6.根据权利要求1所述的一种局部放电故障类型检测方法，其特征在于：采用的检测装置包括高频电流互感器、检测电路、控制器和上位机；上位机采用计算机；高频电流互感器的感应圈套置在被测电子元件一端引出的线缆上，并与检测电路的输入端相连；检测电路包括依次连接的高通滤波电路和同相放大电路；检测电路的输出端与控制器连接；控制器与上位机通信。
7.根据权利要求6所述的一种局部放电故障类型检测方法，其特征在于：所述的高通滤波电路包括电阻R1、电阻R2、电容C1、电容C2、电容C3、电感L1、电感L2、电感L3和电感L4；电阻R1一端接高频电流互感器的输出端、电容C1及电感L1的一端；电容C1的另一端接电感L2及电容C2的一端；电容C2的另一端接电感L3及电容C3的一端；电容C3的另一端接电感L4、电阻R2的一端，作为高通滤波电路的输出端；电阻R1、电阻R2、电感L1、电感L2、电感L3和电感L4的另一端均接地。
8.根据权利要求6所述的一种局部放电故障类型检测方法，其特征在于：所述的同相放大电路包括电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6和运算放大器；运算放大器的同向输入端接电阻R3的一端及高通滤波电路的输出端，反向输入端接电阻R4及电阻R5的一端，输出端接电阻R5的另一端、电阻R6的一端及控制器的模数转换接口；高通滤波电路的负供电电压端、电阻R3、电阻R4及电阻R6的另一端均接地；高通滤波电路的正供电电压端接外部电源。
CN202010500526.1A 2020-06-04 2020-06-04 一种局部放电故障类型检测方法 Active CN111812460B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010500526.1A CN111812460B (zh) 2020-06-04 2020-06-04 一种局部放电故障类型检测方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010500526.1A CN111812460B (zh) 2020-06-04 2020-06-04 一种局部放电故障类型检测方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111812460A CN111812460A (zh) 2020-10-23
CN111812460B true CN111812460B (zh) 2023-02-03

Family

ID=72848242

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010500526.1A Active CN111812460B (zh) 2020-06-04 2020-06-04 一种局部放电故障类型检测方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111812460B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI742900B (zh) * 2020-10-29 2021-10-11 國立勤益科技大學 三階t型變頻器故障診斷方法
CN114280433B (zh) * 2021-12-02 2023-04-07 西南交通大学 一种基于放大电路的变压器套管局部放电风险评估方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014169867A (ja) * 2013-03-01 2014-09-18 Meidensha Corp 部分放電検出装置及び部分放電検出方法
TW201437476A (zh) * 2013-03-18 2014-10-01 Nat Univ Chin Yi Technology 風力發電故障預測系統及其方法
CN105486987A (zh) * 2014-09-19 2016-04-13 国家电网公司 局部放电检测系统
CN105548844A (zh) * 2016-01-26 2016-05-04 北京市劳动保护科学研究所 一种局部放电检测系统和方法
CN106685605A (zh) * 2016-12-05 2017-05-17 华南理工大学 混沌同步方式检测强噪声背景下微弱信号频率值的方法
CN110244205A (zh) * 2019-07-12 2019-09-17 西南石油大学 一种小数据量下基于卷积神经网络的电缆附件局部放电识别方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014169867A (ja) * 2013-03-01 2014-09-18 Meidensha Corp 部分放電検出装置及び部分放電検出方法
TW201437476A (zh) * 2013-03-18 2014-10-01 Nat Univ Chin Yi Technology 風力發電故障預測系統及其方法
CN105486987A (zh) * 2014-09-19 2016-04-13 国家电网公司 局部放电检测系统
CN105548844A (zh) * 2016-01-26 2016-05-04 北京市劳动保护科学研究所 一种局部放电检测系统和方法
CN106685605A (zh) * 2016-12-05 2017-05-17 华南理工大学 混沌同步方式检测强噪声背景下微弱信号频率值的方法
CN110244205A (zh) * 2019-07-12 2019-09-17 西南石油大学 一种小数据量下基于卷积神经网络的电缆附件局部放电识别方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
基于三维谱图混沌特征的GIS 局部放电识别;张晓星 等;《电工技术学报》;20150105;第30卷(第1期);249-254 *
移动式电缆附件局放故障检测系统的应用设计;王磊 等;《电气制造》;20141225(第12期);26-30 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN111812460A (zh) 2020-10-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111812460B (zh) 一种局部放电故障类型检测方法
CN108562834B (zh) 一种高压电缆局部放电在线监测系统及修正幅值的方法
SE515387C2 (sv) Övervakning av interna partiella urladdningar i en krafttransformator
CN104267273B (zh) 一种市电波动快速检测电路及其检测方法
CN103888885B (zh) 一种微型麦克风电容测试方法
CN112666488A (zh) 接地故障检测方法和装置
CN109521391B (zh) 发电机电压互感器绕组匝间短路故障的检测装置及方法
CN104749542B (zh) 检测系统的校正与运作方法
CN110632550A (zh) 智能电表接线端子接触不良检测方法、电路及装置
CN111707910B (zh) 瓷绝缘子内绝缘检测方法以及瓷绝缘子检测电路
CN106569085A (zh) 电流互感器二次回路校线方法
WO2022082339A1 (zh) 绝缘子雷电流智能监测设备以及绝缘子故障智能判断方法
CN106768200A (zh) 一种液位传感器性能检测装置及检测方法
CN105093084A (zh) 一种局部放电自动测试装置
JP2011252778A (ja) 磁界プローブを用いた電気機器の部分放電検出方法
CN103558149A (zh) 绝缘子检测方法和装置
JP2014013164A (ja) 避雷装置の故障判定方法
CN112881845B (zh) 测量ecu信号线传导发射电流的装置和方法
CN107576259A (zh) 基于特快速暂态过电压特性的变压器绕组变形在线检测方法
CN111665420A (zh) 一种超声局部放电检测装置及其检测方法
CN110161363B (zh) 基于主频表征量的变压器运行状态振声检测方法和系统
CN110146863B (zh) 一种驼峰雷达设备在线监测系统及方法
CN105182160A (zh) 一种在线式spd微安级漏电流检测装置
CN215219135U (zh) 一种高频电流传感器的自动测试装置
CN104111027A (zh) 基于李萨如图分析法的变压器工频信号传感器系统

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
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant