CN207924070U - 一种用于变电站局部放电定位系统的自定位装置 - Google Patents
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Abstract
一种用于变电站局部放电定位系统的自定位装置，包括两支定向型UHF天线(1)、旋转天线连杆(4)、信号处理装置(7)和UWB定位基站(5)，旋转天线连杆(4)上安装有三维电子罗盘(3)、UWB定位锚点(2)和程控步进电机(6)，两支定向型UHF天线(1)、UWB定位锚点(2)、三维电子罗盘(3)和程控步进电机(6)分别与信号处理装置(7)相连，UWB定位锚点(2)与UWB定位基站(5)组成UWB定位模块，设定以该UWB定位基站(5)位置作为坐标系原点，该坐标系正北向及其垂直方向分别作为y轴和x轴。实现了自动的、高精度的局部放电定位系统的自身定位；大大提升了局部放电检测效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种自定位装置，更具体的说涉及一种用于变电站局部放电定位系统的自定位装置，属于电力设备检测技术领域。
背景技术
超高压变电站中有诸多重要的电气设备，如变压器、断路器、接地开关、隔离开关、电压互感器、电流互感器等；为了保证变电站稳定运行，各电气设备必须确保绝缘可靠，这些设备通常采用空气绝缘或油绝缘。而局部放电则是危害电气设备绝缘、影响变电站稳定运行的巨大隐患。
针对变电站长期带电运行的特点，开展变电站内高压设备局部放电的检测和定位能够有效的发现设备隐患，提升供电的可靠性、降低事故损失。而要实现变电站局部放电的三维空间定位，需要知道定位系统本身在变电站当中的三维坐标。目前，局部放电定位系统所采用的自定位方法需要手动布置至少四个定位模块在变电站中以建立空间坐标系，因此大大降低了检测效率。
发明内容
本实用新型的目的在于针对现有的局部放电定位系统采用的自定位方法需要手动布置至少四个定位模块在变电站中以建立空间坐标系、降低了检测效率等问题，提供一种用于变电站局部放电定位系统的自定位装置。
为实现上述目的，本实用新型的技术解决方案是：一种用于变电站局部放电定位系统的自定位装置，包括两支定向型UHF天线、天线连杆、信号处理装置和UWB定位基站，所述的两支定向型UHF天线并列安装在天线连杆两端，两支定向型UHF天线组成天线阵列，所述的天线连杆上安装有三维电子罗盘、UWB定位锚点和程控步进电机，所述的两支定向型UHF天线、UWB定位锚点、三维电子罗盘和程控步进电机分别与信号处理装置相连，所述的UWB定位基站位于变电站内，并UWB定位基站与UWB定位锚点放置高度相同，UWB定位锚点与UWB定位基站组成UWB定位模块，设定以该UWB定位基站位置作为坐标系原点，该坐标系正北向及其垂直方向分别作为y轴和x轴。
所述的天线连杆长度为1.5米。
所述的UWB定位锚点位于距天线连杆中心0.6米处位置。
所述的UWB定位基站放置于变电站巡检通道的交叉路口处。
所述的UWB定位锚点与UWB定位基站放置高度均为1.8米。
所述的信号处理装置上连接有人机交互设备。
与现有技术相比较，本实用新型的有益效果是：
本实用新型通过在局部放电定位系统中安装定位锚点与UWB定位基站组成UWB定位模块，依托于局部放电定位系统自身旋转检测的特性，实现了自动的、高精度的局部放电定位系统的自身定位；进而大大提升了局部放电检测效率，解决了现有技术中存在的对局部放电定位系统自身定位效率较低的问题。
附图说明
图1是本实用新型结构示意图。
图2是本实用新型中基于UWB定位模块的检测点坐标测量原理示意图。
图中，定向型UHF天线1，UWB定位锚点2，三维电子罗盘3，天线连杆4，UWB定位基站5，程控步进电机6，信号处理装置7。
具体实施方式
以下结合附图说明和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细描述。
参见图1，一种用于变电站局部放电定位系统的自定位装置，包括两支定向型UHF天线1和、天线连杆4、信号处理装置7和UWB定位基站5。所述的两支定向型UHF天线1并列安装在天线连杆4两端并与其垂直，两支定向型UHF天线1组成天线阵列用于检测局部放电信号。所述的天线连杆4中心下方安装有轴承使其能够围绕中心旋转，所述的天线连杆4上安装有三维电子罗盘3、UWB定位锚点2和程控步进电机6。具体的，所述的三维电子罗盘3安装在天线连杆4中心上方，三维电子罗盘3用于实时测量天线阵列的水平度和与正北向夹角；所述的UWB定位锚点2安装在天线连杆4一侧；程控步进电机6安装于天线连杆4下方，其通过齿轮带动天线连杆4旋转。所述的两支定向型UHF天线1、UWB定位锚点2、三维电子罗盘3和程控步进电机6分别与信号处理装置7相连。
参见图1，所述的UWB定位基站5位于变电站内合适的地点，并UWB定位基站5与UWB定位锚点2放置高度相同，UWB定位锚点2与UWB定位基站5组成UWB定位模块。设定以该UWB定位基站5位置作为坐标系原点，该坐标系正北向及其垂直方向分别作为y轴和x轴。
参见图1，本自定位装置中UWB定位锚点2与UWB定位基站5组成UWB定位模块，UWB定位基站5在变电站中固定不动。程控步进电机6可通过串口设置转速、步数等参数；UWB定位锚点2能够实时计算UWB定位锚点2与UWB定位基站5之间距离，精度为0.05米，并通过串口每0.2秒向信号处理装置7发送一次数据报文；三维电子罗盘3实时记录天线阵列方位角，其通过串口向信号处理装置7发送天线阵列实时与正北向的夹角，并与此时UWB定位锚点2与UWB定位基站5的距离相对应。
参见图1，具体的，所述的天线连杆4长度为1.5米。
参见图1，具体的，所述的UWB定位锚点2位于距天线连杆4中心0.6米处位置。
参见图1，具体的，所述的UWB定位基站5放置于变电站巡检通道的交叉路口处。
参见图1，具体的，所述的UWB定位锚点2与UWB定位基站5放置高度均为1.8米。
参见图1，具体的，所述的信号处理装置7上连接有人机交互设备，如鼠标、键盘、显示器等。
参见图1，所述的信号处理装置7控制程控步进电机6旋转，进而使得程控步进电机6控制天线连杆4旋转，UWB定位锚点2随天线连杆4旋转。信号处理装置7通过程控步进电机6控制天线连杆4旋转一周左右，三维电子罗盘3以及UWB定位锚点2实时向信号处理装置7发送数据；信号处理装置7接收三维电子罗盘3以及UWB定位锚点2实时传输的数据，然后通过局部放电定位系统自定位算法计算系统自身坐标、实现自身定位。
参见图2，上述的自定位算法为：将UWB定位基站5的位置设置为坐标原点，由于UWB定位基站5和UWB定位锚点2高度一致，设定以此高度作为xoy平面；假定检测点的坐标为(x,y)，UWB定位锚点2距离旋转中心的距离为r，利用三维电子罗盘3实时测量天线阵列旋转过程中天线阵列与正北向夹角方位角β，同时读取UWB定位锚点2输出距离L，则满足公式：
再通过设定程控步进电机6的速度以匹配UWB定位模块的距离测量速度和三维电子罗盘3的方位角测量速度，在不同旋转角度下获得多组距离L，从而获得多个上式的方程，建立方程组，通过求解该方程组获得局部放电定位系统所在检测点坐标。
参见图1至图2，本自定位装置针对变电站长期带电运行的特点，通过在局部放电定位系统中安装UWB定位模块，依托于局部放电定位系统自身旋转检测的特性，实现了自动的、高精度的局部放电定位系统的自身定位，从而实现了变电站局部放电的三维空间定位；解决了目前局部放电定位系统所采用的自定位方法需要手动布置至少四个定位模块来建立空间坐标系问题，大大提升了局部放电检测效率，且解决了现有技术中存在的对局部放电定位系统自身定位效率较低的问题。使用时将UWB定位基站5放置于变电站巡检通道的交叉路口处，UWB定位锚点2放置于距待测设备3米处位置控制天线连杆4旋转一圈左右，在天线连杆4旋转的过程实时记录UWB定位基站5与UWB定位锚点2之间的距离以及三维电子罗盘3测得的方位角，待天线连杆4旋转完成后由信号处理装置7计算局部放电定位系统在变电站中的坐标，从而实现了自身定位。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，上述结构都应当视为属于本实用新型的保护范围。
Claims (6)
1.一种用于变电站局部放电定位系统的自定位装置，其特征在于：包括两支定向型UHF天线(1)、天线连杆(4)、信号处理装置(7)和UWB定位基站(5)，所述的两支定向型UHF天线(1)并列安装在天线连杆(4)两端，两支定向型UHF天线(1)组成天线阵列，所述的天线连杆(4)上安装有三维电子罗盘(3)、UWB定位锚点(2)和程控步进电机(6)，所述的两支定向型UHF天线(1)、UWB定位锚点(2)、三维电子罗盘(3)和程控步进电机(6)分别与信号处理装置(7)相连，所述的UWB定位基站(5)位于变电站内，并UWB定位基站(5)与UWB定位锚点(2)放置高度相同，UWB定位锚点(2)与UWB定位基站(5)组成UWB定位模块，设定以该UWB定位基站(5)位置作为坐标系原点，该坐标系正北向及其垂直方向分别作为y轴和x轴。
2.根据权利要求1所述的一种用于变电站局部放电定位系统的自定位装置，其特征在于：所述的天线连杆(4)长度为1.5米。
3.根据权利要求1所述的一种用于变电站局部放电定位系统的自定位装置，其特征在于：所述的UWB定位锚点(2)位于距天线连杆(4)中心0.6米处位置。
4.根据权利要求1所述的一种用于变电站局部放电定位系统的自定位装置，其特征在于：所述的UWB定位基站(5)放置于变电站巡检通道的交叉路口处。
5.根据权利要求1所述的一种用于变电站局部放电定位系统的自定位装置，其特征在于：所述的UWB定位锚点(2)与UWB定位基站(5)放置高度均为1.8米。
6.根据权利要求1所述的一种用于变电站局部放电定位系统的自定位装置，其特征在于：所述的信号处理装置(7)上连接有人机交互设备。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201820011103.1U CN207924070U (zh) | 2018-01-04 | 2018-01-04 | 一种用于变电站局部放电定位系统的自定位装置 |
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| CN201820011103.1U CN207924070U (zh) | 2018-01-04 | 2018-01-04 | 一种用于变电站局部放电定位系统的自定位装置 |
Publications (1)
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| CN207924070U true CN207924070U (zh) | 2018-09-28 |
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| CN201820011103.1U Active CN207924070U (zh) | 2018-01-04 | 2018-01-04 | 一种用于变电站局部放电定位系统的自定位装置 |
Country Status (1)
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| CN (1) | CN207924070U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108181559A (zh) * | 2018-01-04 | 2018-06-19 | 国家电网公司华中分部 | 一种用于变电站局部放电定位系统的自定位装置 |
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2018
- 2018-01-04 CN CN201820011103.1U patent/CN207924070U/zh active Active
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