CN114280433B - 一种基于放大电路的变压器套管局部放电风险评估方法 - Google Patents

一种基于放大电路的变压器套管局部放电风险评估方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于放大电路的变压器套管局部放电风险评估方法。首先搭建放大电路下的变压器套管局部放电风险评估试验平台；基于试验平台开展试验，获取放大高压信号下的变压器套管局部放电三维谱图；计算变压器套管局部放电特征参量；从而计算变压器套管局部放电风险评估因子，得到变压器套管局部放电风险评估指标，实现变压器套管局部放电风险的有效评估。该方法能对变压器套管局部放电风险进行有效的评估。

Description

一种基于放大电路的变压器套管局部放电风险评估方法
技术领域
本发明属于变压器套管绝缘状态评估领域，具体涉及一种基于放大电路的变压器套管局部放电风险评估方法。
背景技术
变压器套管的安全运行是保证电力稳定供应的基础，它是输变电系统中的一个重要组成部分，它的故障会引发严重的生产事故，造成重大损失，所以确保其正常稳定工作是保障电力系统安全运行的重要任务。
随着城市建设的不断发展，城市规模和人口的增长带来了更多的电力容量需求，变压器套管常常会承受过负荷，变压器套管作为电力系统中的薄弱环节，受过电压冲击日益严重，随着运行时间的增长，变压器套管局部放电问题日益突出，而持续加剧的局部放电将带来严重的变压器套管故障，因此，对变压器套管局部放电进行风险评估，为变压器套管维护提供参考依据，能有效保障电力系统安全可靠运行，因此，急需一种基于放大电路的变压器套管局部放电风险评估方法。
发明内容
为了对变压器套管绝缘故障有效诊断并进行故障定位，本发明提供一种基于放大电路的变压器套管局部放电风险评估方法，包括如下步骤：
第一步：搭建试验平台
搭建放大高压信号下的变压器套管局部放电风险评估试验平台，由高压直流电源(1)、高频接地开关(2)、限流电阻(3)、电源连接开关(4)、谐振电感(5)、变压器套管(6)、一号绝缘支架(7a)、二号绝缘支架(7b)、金属夹(8)、耦合电容(9)、局部放电检测模块(10)、检测阻抗(11)、综合接地(12)和温度控制箱(13)组成；
变压器套管(6)由一号绝缘支架(7a)和二号绝缘支架(7b)支撑，并放置在温度控制箱(13)中，变压器套管(6)中心导杆与谐振电感(5)和耦合电容(9)连接，金属夹(8)夹在变压器套管(6)中间伞裙上，金属夹(8)并与综合接地(12)连接，高压直流电源(1)负极与综合接地(12)连接，高压直流电源(1)正极与电源连接开关(4)和限流电阻(3)连接，限流电阻(3)与高频接地开关(2)串联后再与综合接地(12)连接，电源连接开关(4)与谐振电感(5)连接，耦合电容(9)与检测阻抗(11)串联后再与综合接地(12)连接，局部放电检测模块(10)连接至耦合电容(9)与检测阻抗(11)间；
第二步：获取局部放电数据
断开高频接地开关(2)，设置温度控制箱(13)温度为25℃，待显示温度为25℃两小时后，闭合电源连接开关(4)，调整高压直流电源(1)输出电压至变压器套管(6)额定电压，当电压波动值小于额定电压的1％时，开启接高频地开关(2)，设置高频接地开关(2)的动作时间为1μs，由变压器套管自身电容和谐振电感(5)发生串联谐振，产生1.7倍额定电压，通过局部放电检测模块(10)记录变压器套管20min的局部放电相位-放电能量-放电次数三维谱图；
第三步：获取变压器套管局部放电特征参量
基于局部放电相位-放电能量-放电次数三维谱图形成分辨率为256×256的放电能量-相位的正半周灰度谱图和放电能量-相位的负半周灰度谱图，灰度值计算公式如下：
Figure GDA0004095933920000021
式中，i、j表示灰度谱图的坐标点，ni,j为该点的放电次数，nmax为灰度谱图中最大放电次数；
对放电能量-相位的正半周灰度谱图进行归一化处理得到归一化谱图f+(x,y)，对放电能量-相位的负半周灰度谱图进行归一化处理得到归一化谱图f-(x,y)；
使用极坐标表示方法rcos(θ)和rcos(θ)对f+(x,y)和f-(x,y)进行转化，得到极坐标形式下的f+(r,θ)和f-(r,θ)；
计算变压器套管局部放电特征矩模值：
Figure GDA0004095933920000022
Figure GDA0004095933920000023
式中，q为图像f(r,θ)在相位空间[0,2π]中的第q个特征，m为尺度因子，m取1、2、3，n为位移因子，n取1、2、3，ψm,n(r)为基函数：
Figure GDA0004095933920000024
计算放电能量-相位的正半周灰度谱图偏斜度Sk1、放电能量-相位的负半周灰度谱图偏斜度Sk2；
计算放电能量-相位的正半周灰度谱图陡峭度Ku1、放电能量-相位的负半周灰度谱图陡峭度Ku2；
第四步：获取变压器套管局部放电风险评估因子
计算变压器套管局部放电谱图特征矩阵模值因子W：
Figure GDA0004095933920000031
计算变压器套管局部放电评估系数λ：
Figure GDA0004095933920000032
第五步：获取变压器套管局部放电风险评估指标
计算变压器套管局部放电风险评估指标η：
η＝λ·log10(W)                            (6)
得到变压器套管局部放电风险评估指标η，对变压器套管局部放电风险进行评估。
附图说明
图1为基于放大电路的变压器套管局部放电风险评估流程图。
图2为基于放大电路的变压器套管局部放电风险评估试验平台示意图。
具体实施方式
下面结合附图与案例对本发明的实施流程作进一步详述。
第一步：搭建试验平台
搭建放大高压信号下的变压器套管局部放电风险评估试验平台，由高压直流电源(1)、高频接地开关(2)、限流电阻(3)、电源连接开关(4)、谐振电感(5)、变压器套管(6)、一号绝缘支架(7a)、二号绝缘支架(7b)、金属夹(8)、耦合电容(9)、局部放电检测模块(10)、检测阻抗(11)、综合接地(12)和温度控制箱(13)组成；
变压器套管(6)由一号绝缘支架(7a)和二号绝缘支架(7b)支撑，并放置在温度控制箱(13)中，变压器套管(6)中心导杆与谐振电感(5)和耦合电容(9)连接，金属夹(8)夹在变压器套管(6)中间伞裙上，金属夹(8)并与综合接地(12)连接，高压直流电源(1)负极与综合接地(12)连接，高压直流电源(1)正极与电源连接开关(4)和限流电阻(3)连接，限流电阻(3)与高频接地开关(2)串联后再与综合接地(12)连接，电源连接开关(4)与谐振电感(5)连接，耦合电容(9)与检测阻抗(11)串联后再与综合接地(12)连接，局部放电检测模块(10)连接至耦合电容(9)与检测阻抗(11)间；
第二步：获取局部放电数据
断开高频接地开关(2)，设置温度控制箱(13)温度为25℃，待显示温度为25℃两小时后，闭合电源连接开关(4)，调整高压直流电源(1)输出电压至变压器套管(6)额定电压，当电压波动值小于额定电压的1％时，开启接高频地开关(2)，设置高频接地开关(2)的动作时间为1μs，由变压器套管自身电容和谐振电感(5)发生串联谐振，产生1.7倍额定电压，通过局部放电检测模块(10)记录变压器套管20min的局部放电相位-放电能量-放电次数三维谱图；
第三步：获取变压器套管局部放电特征参量
基于局部放电相位-放电能量-放电次数三维谱图形成分辨率为256×256的放电能量-相位的正半周灰度谱图和放电能量-相位的负半周灰度谱图，灰度值计算公式如下：
Figure GDA0004095933920000041
式中，i、j表示灰度谱图的坐标点，ni,j为该点的放电次数，nmax为灰度谱图中最大放电次数；
对放电能量-相位的正半周灰度谱图进行归一化处理得到归一化谱图f+(x,y)，对放电能量-相位的负半周灰度谱图进行归一化处理得到归一化谱图f-(x,y)；
使用极坐标表示方法rcos(θ)和rcos(θ)对f+(x,y)和f-(x,y)进行转化，得到极坐标形式下的f+(r,θ)和f-(r,θ)；
计算变压器套管局部放电特征矩模值：
Figure GDA0004095933920000042
Figure GDA0004095933920000043
式中，q为图像f(r,θ)在相位空间[0,2π]中的第q个特征，m为尺度因子，m取1、2、3，n为位移因子，n取1、2、3，ψm,n(r)为基函数：
Figure GDA0004095933920000044
计算放电能量-相位的正半周灰度谱图偏斜度Sk1、放电能量-相位的负半周灰度谱图偏斜度Sk2；
计算放电能量-相位的正半周灰度谱图陡峭度Ku1、放电能量-相位的负半周灰度谱图陡峭度Ku2；
第四步：获取变压器套管局部放电风险评估因子
计算变压器套管局部放电谱图特征矩阵模值因子W：
Figure GDA0004095933920000051
计算变压器套管局部放电评估系数λ：
Figure GDA0004095933920000052
第五步：获取变压器套管局部放电风险评估指标
计算变压器套管局部放电风险评估指标η：
η＝λ·log10(W)                            (6)
得到变压器套管局部放电风险评估指标η，对变压器套管局部放电风险进行评估。

Claims (1)

1.一种基于放大电路的变压器套管局部放电风险评估方法，其特征在于，包括如下步骤：
第一步：搭建试验平台
搭建放大高压信号下的变压器套管局部放电风险评估试验平台，由高压直流电源(1)、高频接地开关(2)、限流电阻(3)、电源连接开关(4)、谐振电感(5)、变压器套管(6)、一号绝缘支架(7a)、二号绝缘支架(7b)、金属夹(8)、耦合电容(9)、局部放电检测模块(10)、检测阻抗(11)、综合接地(12)和温度控制箱(13)组成；
变压器套管(6)由一号绝缘支架(7a)和二号绝缘支架(7b)支撑，并放置在温度控制箱(13)中，变压器套管(6)中心导杆与谐振电感(5)和耦合电容(9)连接，金属夹(8)夹在变压器套管(6)中间伞裙上，金属夹(8)并与综合接地(12)连接，高压直流电源(1)负极与综合接地(12)连接，高压直流电源(1)正极与电源连接开关(4)和限流电阻(3)连接，限流电阻(3)与高频接地开关(2)串联后再与综合接地(12)连接，电源连接开关(4)与谐振电感(5)连接，耦合电容(9)与检测阻抗(11)串联后再与综合接地(12)连接，局部放电检测模块(10)连接至耦合电容(9)与检测阻抗(11)间；
第二步：获取局部放电数据
断开高频接地开关(2)，设置温度控制箱(13)温度为25℃，待显示温度为25℃两小时后，闭合电源连接开关(4)，调整高压直流电源(1)输出电压至变压器套管(6)额定电压，当电压波动值小于额定电压的1％时，开启接高频地开关(2)，设置高频接地开关(2)的动作时间为1μs，由变压器套管自身电容和谐振电感(5)发生串联谐振，产生1.7倍额定电压，通过局部放电检测模块(10)记录变压器套管20min的局部放电相位-放电能量-放电次数三维谱图；
第三步：获取变压器套管局部放电特征参量
基于局部放电相位-放电能量-放电次数三维谱图形成分辨率为256×256的放电能量-相位的正半周灰度谱图和放电能量-相位的负半周灰度谱图，灰度值计算公式如下：
Figure FDA0004095933910000011
式中，i、j表示灰度谱图的坐标点，ni,j为该点的放电次数，nmax为灰度谱图中最大放电次数；
对放电能量-相位的正半周灰度谱图进行归一化处理得到归一化谱图f+(x,y)，对放电能量-相位的负半周灰度谱图进行归一化处理得到归一化谱图f-(x,y)；
使用极坐标表示方法rcos(θ)和rcos(θ)对f+(x,y)和f-(x,y)进行转化，得到极坐标形式下的f+(r,θ)和f-(r,θ)；
计算变压器套管局部放电特征矩模值：
||Wm,n,+||＝∫∫f+(r,θ)·ejqθ·ψm,n(r)·r dθdr||                 (2)
||Wm,n，-||＝||∫∫f-(r,θ)·ejqθ·ψm,n(r)·r dθdr||                 (3)
式中，q为图像f(r,θ)在相位空间[0,2π]中的第q个特征，m为尺度因子，m取1、2、3，n为位移因子，n取1、2、3，ψm,n(r)为基函数：
Figure FDA0004095933910000021
计算放电能量-相位的正半周灰度谱图偏斜度Sk1、放电能量-相位的负半周灰度谱图偏斜度Sk2；
计算放电能量-相位的正半周灰度谱图陡峭度Ku1、放电能量-相位的负半周灰度谱图陡峭度Ku2；
第四步：获取变压器套管局部放电风险评估因子
计算变压器套管局部放电谱图特征矩阵模值因子W：
Figure FDA0004095933910000022
计算变压器套管局部放电评估系数λ：
Figure FDA0004095933910000023
第五步：获取变压器套管局部放电风险评估指标
计算变压器套管局部放电风险评估指标η：
η＝λ·log10(W)                            (6)
得到变压器套管局部放电风险评估指标η，对变压器套管局部放电风险进行评估。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117092578B (zh) * 2023-10-18 2024-01-16 青岛悠进电装有限公司 一种基于数据采集处理的线束导通智能检测系统

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106199305A (zh) * 2016-07-01 2016-12-07 太原理工大学 煤矿井下供电系统用干式变压器绝缘健康状态评估方法
CN111812460A (zh) * 2020-06-04 2020-10-23 杭州电子科技大学 一种局部放电故障类型检测方法

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5506511A (en) * 1994-09-09 1996-04-09 Electric Power Research Institute Inc. Method of electrically detecting on-site partial discharges in the insulating medium of an electrical power transformer and apparatus therefor
US6172862B1 (en) * 1999-06-11 2001-01-09 Anthony J. Jonnatti Partial discharge relay and monitoring device
CN1234014C (zh) * 2004-05-17 2005-12-28 西安交通大学 电力电缆局部放电在线监测方法及装置
CN101004436A (zh) * 2007-01-22 2007-07-25 西南交通大学 大容量高压电力设备的高灵敏度直流局部放电检测系统
JP5007649B2 (ja) * 2007-10-15 2012-08-22 富士電機株式会社 部分放電測定装置、部分放電測定装置の校正方法および部分放電測定方法
CN101408580B (zh) * 2008-11-21 2012-03-21 重庆大学 基于局部放电特征参量的油纸绝缘老化状态评估方法
WO2011034253A1 (ko) * 2009-09-15 2011-03-24 한국전기안전공사 원격 전기 안전 진단 시스템 및 장치
DE102011082866A1 (de) * 2011-09-16 2013-03-21 Olaf Rudolph Verfahren zum Erkennen einer oder meherer gleichzeitig auftretender Teilenladungs-Quellen
CN103207355B (zh) * 2012-01-13 2016-02-03 国家电网公司 电缆局部放电信号检测系统及方法
CN102707203A (zh) * 2012-02-16 2012-10-03 安徽理工大学 变压器局部放电模式识别的测量方法
CN103197206A (zh) * 2013-03-12 2013-07-10 重庆市电力公司电力科学研究院 电平扫描式超高频局部放电在线监测系统及方法
CN104360250A (zh) * 2014-12-01 2015-02-18 广西电网有限责任公司北海供电局 一种电力变压器局部放电信号高精度检测方法
KR101864639B1 (ko) * 2016-12-23 2018-06-08 산일전기 주식회사 Gis 절연 위험도 측정 방법
CN107422232A (zh) * 2017-06-20 2017-12-01 国网山东省电力公司诸城市供电公司 一种配电网终端设备的数字式带电检测工具
CN107505541B (zh) * 2017-06-26 2019-11-01 广西电网有限责任公司电力科学研究院 一种变压器局部放电的模式识别方法
CN108732476A (zh) * 2018-07-06 2018-11-02 北海银河科技变压器有限公司 一种带抗干扰变压器的局放试验系统
JP7373276B2 (ja) * 2018-12-25 2023-11-02 株式会社明電舎 部分放電検出装置および部分放電検出方法
ES2780448A1 (es) * 2019-02-22 2020-08-25 Ormazabal Corp Technology Aie Método y sistema de reconocimiento de descargas parciales para diagnóstico de redes eléctricas
CN109917258B (zh) * 2019-04-27 2020-04-24 西南交通大学 大型变压器局部放电定位检测方法
CN109917255B (zh) * 2019-04-27 2020-04-24 西南交通大学 变压器绝缘油温升下局部放电定位方法
US11448671B2 (en) * 2019-09-24 2022-09-20 General Electric Company Signature identification for power system events
CN111707915B (zh) * 2020-07-10 2022-10-14 中车唐山机车车辆有限公司 基于牵引电机局部放电的在线绝缘评估方法及装置
CN111679167B (zh) * 2020-07-27 2022-06-14 中车青岛四方机车车辆股份有限公司 车载变压器套管绝缘性能评估方法及试验平台
CN112014696A (zh) * 2020-08-24 2020-12-01 国网天津市电力公司 基于局部放电特征的干式空心电抗器故障诊断方法及装置

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106199305A (zh) * 2016-07-01 2016-12-07 太原理工大学 煤矿井下供电系统用干式变压器绝缘健康状态评估方法
CN111812460A (zh) * 2020-06-04 2020-10-23 杭州电子科技大学 一种局部放电故障类型检测方法

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