專利名稱：變壓器局部放電檢測(cè)定位方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電力工程技術(shù)，特別是涉及一種變壓器局部放電檢測(cè)定位方法。
背景技術(shù)：
在電力系統(tǒng)中，變壓器是大型城市電網(wǎng)輸送電力的關(guān)鍵設(shè)備，變壓器的性能直接影響了電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行狀況。變壓器局部放電的檢測(cè)定位是電力系統(tǒng)變壓器相關(guān)技術(shù)研究、運(yùn)行缺陷檢測(cè)、實(shí)施狀態(tài)檢修的重要手段。目前，對(duì)于變壓器局部放電的檢測(cè)定位技術(shù)，一般是通過(guò)基于物理設(shè)備的定位技術(shù)，由于使用物理設(shè)備，需要占用大量場(chǎng)地設(shè)施，而且需要配備物理設(shè)備，局部放電定位成本高，需要到變壓器現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行測(cè)試，局部放電定位效率低。

發(fā)明內(nèi)容
基于此，有必要針對(duì)現(xiàn)有局部放電定位成本高、效率低的問(wèn)題，提供一種變壓器局部放電檢測(cè)定位方法。一種變壓器局部放電檢測(cè)定位方法，包括如下步驟利用超聲波探頭在變壓器油箱外側(cè)檢測(cè)變壓器的局部放電點(diǎn)產(chǎn)生的超聲波信號(hào);對(duì)所述超聲波信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理；其中，所述預(yù)處理包括模電轉(zhuǎn)換及模數(shù)轉(zhuǎn)換處理；根據(jù)所述超聲波信號(hào)并利用球面定位法確定局部放電點(diǎn)的位置。上述變壓器局部放電檢測(cè)定位方法，通過(guò)在變壓器油箱外側(cè)檢測(cè)內(nèi)部局部放電產(chǎn)生的超聲波，利用獲得的超聲波信號(hào)結(jié)合球面法定位，確定局部放電點(diǎn)的位置，定位成本低、效率高，而且可以實(shí)現(xiàn)全數(shù)字化的對(duì)變壓器的局部放電點(diǎn)的定位，可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行在線定位。


圖I為一個(gè)實(shí)施例的變壓器局部放電檢測(cè)定位方法流程圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的變壓器局部放電檢測(cè)定位方法的具體實(shí)施方式
作詳細(xì)描述。圖I示出了一個(gè)實(shí)施例的變壓器局部放電檢測(cè)定位方法流程圖，包括如下步驟S100，利用超聲波探頭在變壓器油箱外側(cè)檢測(cè)變壓器的局部放電點(diǎn)產(chǎn)生的超聲波
信號(hào);在本步驟中，可以將超聲波探頭貼于變壓器油箱外側(cè)(超聲波探頭不能成一直線排列)，接收由局部放電點(diǎn)產(chǎn)生的超聲波信號(hào)，包括電信號(hào)和聲信號(hào)。
S200，對(duì)所述超聲波信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理，包括模電轉(zhuǎn)換及模數(shù)轉(zhuǎn)換處理；在本步驟中，可以首先將超聲波探頭(傳感器)采集的初始電信號(hào)與聲信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬電信號(hào)，然后轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)可以識(shí)別的數(shù)字信號(hào)。優(yōu)選的，在將初始電信號(hào)與聲信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)后，還可以對(duì)初始電信號(hào)與聲信號(hào)進(jìn)行濾波、放大處理，可以濾除干擾信號(hào)，增強(qiáng)信號(hào)功率。進(jìn)一步地，考慮到除了局部放電點(diǎn)外，還有可能存在其他的超聲波產(chǎn)生源以及不可消除的外界噪聲，作為一個(gè)實(shí)施例，預(yù)處理的過(guò)程還包括從所述超聲波信號(hào)中篩選出局部放電點(diǎn)產(chǎn)生的超聲波信號(hào)；具體地，可以采用特征圖譜法，信號(hào)波形和能譜分析法或特征指數(shù)和信號(hào)撞擊圖譜分析法從超聲波信號(hào)中篩選出局部放電點(diǎn)產(chǎn)生的超聲波信號(hào)； 對(duì)于特征圖譜法，主要是通過(guò)局部放電檢測(cè)相關(guān)的特征圖進(jìn)行判定，包括幅度值-時(shí)間圖，撞擊數(shù)-通道圖，能量-持續(xù)時(shí)間圖，通道-時(shí)間-幅度值圖。由于局部放電信號(hào)平穩(wěn)，放電能量較大，持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，所以通過(guò)設(shè)定閥值判斷特征圖即可進(jìn)行判定局部放電點(diǎn)產(chǎn)生的超聲波信號(hào)。對(duì)于信號(hào)波形和能譜分析法，主要是對(duì)信號(hào)波形和能譜的對(duì)比分析，所以通過(guò)設(shè)置閥值判定局部放電信號(hào)的強(qiáng)弱并能區(qū)分各種噪聲和電磁干擾，即可判定局部放電點(diǎn)產(chǎn)生的超聲波信號(hào)。對(duì)于特征指數(shù)和信號(hào)撞擊圖譜分析法，由于當(dāng)局部放電產(chǎn)生時(shí)，特征指數(shù)是沿著時(shí)間軸的整數(shù)值，近似于直線；同時(shí)，信號(hào)撞擊圖譜則是一個(gè)時(shí)域信號(hào)，當(dāng)局部放電產(chǎn)生時(shí)，信號(hào)撞擊圖譜會(huì)顯示出明顯尖端，信號(hào)撞擊圖譜值明顯，所以通過(guò)判斷獲得的特征指數(shù)的形狀和判斷信號(hào)撞擊圖譜的圖譜最大值，即可判定局部放電點(diǎn)產(chǎn)生的超聲波信號(hào)。S300，根據(jù)所述超聲波信號(hào)并利用球面定位法確定局部放電點(diǎn)的位置；具體的，根據(jù)吸附在變壓器外殼上的超聲波探頭位置，就可以通過(guò)聲信號(hào)的傳播時(shí)間計(jì)算傳播距離，進(jìn)而建立球面定位模型，利用球面定位法確定局部放電點(diǎn)的位置，步驟如下S301，計(jì)算所述超聲波探頭接收到所述電信號(hào)與聲信號(hào)之間的時(shí)間差；由于電信號(hào)的傳輸速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于聲信號(hào)的傳輸速度,所以電信號(hào)與聲信號(hào)之間的時(shí)間差，就是聲波在變壓器中從放電點(diǎn)傳播到超聲波探頭的傳感器的時(shí)間。S302，確定超聲波探頭在空間坐標(biāo)系中的探頭位置坐標(biāo)；具體的，在空間坐標(biāo)系中，各個(gè)超聲波探頭的位置固定，通過(guò)確定各個(gè)超聲波探頭的探頭位置坐標(biāo)及其相對(duì)于局部放電點(diǎn)的距離，繼而可以確定局部放電點(diǎn)的位置坐標(biāo)。S303，根據(jù)所述時(shí)間差進(jìn)行球面法定位計(jì)算，獲得局部放電點(diǎn)在所述空間坐標(biāo)系中的放電點(diǎn)位置坐標(biāo)；具體的，計(jì)算的過(guò)程包括如下(I)根據(jù)所述時(shí)間差建立超聲波傳輸距離與時(shí)間的球面方程，該球面方程為Yi (X，Ti) = (X1-Xil)2+(x2-xi2)2+(x3-xi3)2-(Ve · ti)2=0 ；Ti= (xn, xi2, xi3, ti) ；X= (X1, x2, x3, Ve)；其中，i=l,2,......m ；m ^ 3 ；式中，xn, xi2, xi3為第i個(gè)超聲波探頭的探頭位置坐標(biāo)，X1, X2, X3為局部放電點(diǎn)的放電點(diǎn)位置坐標(biāo)，ti為超聲波從局部放電點(diǎn)到第i個(gè)超聲波探頭的傳播時(shí)間，Ve為變壓器中的等值波速。上述非線性超聲波定位方程組的解X是局部放電點(diǎn)的放電點(diǎn)位置坐標(biāo)和聲信號(hào)的等值波速。上述球面方程，局部放電點(diǎn)位于以超聲波探頭為中心、以傳輸距離為半徑的球面上，這樣，多個(gè)球面相交于一點(diǎn)，這個(gè)點(diǎn)就是放電點(diǎn)，用球面技術(shù)進(jìn)行局部放電點(diǎn)的定位。(2)利用最小二乘法求解所述球面方程，獲得放電點(diǎn)位置坐標(biāo)；具體的，包括如下步驟a、建立關(guān)于球面方程的目標(biāo)函數(shù)；該目標(biāo)函數(shù)為Yi (X · Ti)的殘差平方和
權(quán)利要求
1.一種變壓器局部放電檢測(cè)定位方法，其特征在于，包括如下步驟 利用超聲波探頭在變壓器油箱外側(cè)檢測(cè)變壓器的局部放電點(diǎn)產(chǎn)生的超聲波信號(hào)； 對(duì)所述超聲波信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理；其中，所述預(yù)處理包括模電轉(zhuǎn)換及模數(shù)轉(zhuǎn)換處理； 根據(jù)所述超聲波信號(hào)并利用球面定位法確定局部放電點(diǎn)的位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的變壓器局部放電檢測(cè)定位方法，其特征在于，所述預(yù)處理還包括從所述超聲波信號(hào)中篩選出局部放電點(diǎn)產(chǎn)生的超聲波信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的變壓器局部放電檢測(cè)定位方法，其特征在于，采用特征圖譜法，信號(hào)波形和能譜分析法或特征指數(shù)和信號(hào)撞擊圖譜分析法從所述超聲波信號(hào)中篩選出局部放電點(diǎn)產(chǎn)生的超聲波信號(hào)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的變壓器局部放電檢測(cè)定位方法，其特征在于，所述預(yù)處理還包括對(duì)所述超聲波信號(hào)進(jìn)行濾波、放大處理。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的變壓器局部放電檢測(cè)定位方法，其特征在于，所述超聲波信號(hào)包括電信號(hào)和聲信號(hào)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的變壓器局部放電檢測(cè)定位方法，其特征在于，所述根據(jù)所述超聲波信號(hào)并利用球面定位法確定局部放電點(diǎn)的位置步驟包括 計(jì)算所述超聲波探頭接收到所述電信號(hào)與聲信號(hào)之間的時(shí)間差； 確定超聲波探頭在空間坐標(biāo)系中的探頭位置坐標(biāo)； 根據(jù)所述時(shí)間差進(jìn)行球面法定位計(jì)算，獲得局部放電點(diǎn)在所述空間坐標(biāo)系中的放電點(diǎn)位置坐標(biāo)； 根據(jù)所述放電點(diǎn)位置坐標(biāo)確定局部放電點(diǎn)的位置。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的變壓器局部放電檢測(cè)定位方法，其特征在于，所述根據(jù)所述時(shí)間差進(jìn)行球面法定位計(jì)算，獲得局部放電點(diǎn)在所述空間坐標(biāo)系中的放電點(diǎn)位置坐標(biāo)步驟包括 根據(jù)所述時(shí)間差建立超聲波傳輸距離與時(shí)間的球面方程； 利用最小二乘法求解所述球面方程，獲得放電點(diǎn)位置坐標(biāo)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的變壓器局部放電檢測(cè)定位方法，其特征在于，所述球面方程為 Yi (X，Ti) = (X1-Xil)2+(x2-xi2)2+(x3-xi3)2-(Ve · ti)2=0 ； Τ「(Χη, xi2, Xj3> tj) ;Χ_(Χι，X2，X3，Ve)； 其中，i=l, 2,......m ；m ^ 3 ； 式中，xn, xi2, xi3為第i個(gè)超聲波探頭的探頭位置坐標(biāo)，X1, X2, X3為局部放電點(diǎn)的放電點(diǎn)位置坐標(biāo)，\為超聲波從局部放電點(diǎn)到第i個(gè)超聲波探頭的傳播時(shí)間，Ve為變壓器中的等值波速。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的變壓器局部放電檢測(cè)定位方法，其特征在于，所述利用最小二乘法求解所述球面方程，獲得放電點(diǎn)位置坐標(biāo)步驟包括 建立關(guān)于球面方程的目標(biāo)函數(shù)； 對(duì)所述目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行最小二乘擬合，確定目標(biāo)函數(shù)取值最小時(shí)目標(biāo)函數(shù)中的放電點(diǎn)位置坐標(biāo)參數(shù)的取值。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的變壓器局部放電檢測(cè)定位方法，其特征在于，所述目標(biāo)函數(shù)為Yi (X · Ti)的殘差平方和
全文摘要
本發(fā)明提供一種變壓器局部放電檢測(cè)定位方法，包括步驟利用超聲波探頭在變壓器油箱外側(cè)檢測(cè)變壓器的局部放電點(diǎn)產(chǎn)生的超聲波信號(hào)；對(duì)所述超聲波信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理；其中，所述預(yù)處理包括模電轉(zhuǎn)換及模數(shù)轉(zhuǎn)換處理；根據(jù)所述超聲波信號(hào)并利用球面定位法確定局部放電點(diǎn)的位置。本發(fā)明的技術(shù)，通過(guò)在變壓器油箱外側(cè)檢測(cè)內(nèi)部局部放電產(chǎn)生的超聲波，利用獲得的超聲波信號(hào)結(jié)合球面法定位，確定局部放電點(diǎn)的位置，定位成本低、效率高，而且可以實(shí)現(xiàn)全數(shù)字化的對(duì)變壓器的局部放電點(diǎn)的定位，可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行在線定位。
文檔編號(hào)G01R31/12GK102879715SQ20121035343
公開日2013年1月16日 申請(qǐng)日期2012年9月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月20日
發(fā)明者黃炎光, 熊俊, 黃慧紅, 楊柳, 張琦, 夏永強(qiáng), 葉建斌, 林昌年, 吳海宏, 曹柏林, 辛平野, 寧宇 申請(qǐng)人:廣州供電局有限公司