一种变压器多分组特高频传感器局部放电定位方法技术

本发明专利技术提供了一种变压器多分组特高频传感器局部放电定位方法，包括：获取n个局部放电信号；计算两两特高频传感器接收到特高频局部放电信号的时间差；在每四个特高频传感器中任选一个作为参考传感器，根据局部放电源产生的特高频信号传播至参考传感器与其余三个传感器的时间差建立局部放电源定位方程组，并获得分组特高频传感器的局部放电源定位结果；对于第k个分组下得到的定位结果，获得定位误差权重因子；基于每组定位结果及每组定位结果的定位误差权重因子，建立局部放电源优化坐标寻优函数，并获得变压器内部局部放电源在空间的三维坐标。本发明专利技术降低了定位结果对时延精度的依赖性，有效提高了局部放电源定位精度。有效提高了局部放电源定位精度。有效提高了局部放电源定位精度。

【技术实现步骤摘要】
一种变压器多分组特高频传感器局部放电定位方法


[0001]本专利技术属于变压器内部局部放电定位
，更具体地，涉及一种变压器多分组特高频传感器局部放电定位方法。

技术介绍

[0002]局部放电(Partial Discharge，PD)是电气设备内部发生绝缘缺陷时在局部范围内产生的一种放电现象。局部放电的存在严重危害了电气设备的绝缘性能，甚至造成设备整体绝缘性能丧失而引发的故障。
[0003]特高频检测技术是近年来发展较快的一种用于电气设备PD故障诊断的方法，因其具有抗干扰能力强、检测频带宽且及灵敏度高等优点使得其在应用于如变压器等高压电器设备的PD的定位工作中得到广泛应用。
[0004]特高频传感器检测频段为300MHz～1.5GHz。传统的特高频定位法使用四个特高频传感器并通过获取特高频信号传播到传感器与其余三个传感器的时间差，进而建立起局部放电源的空间三维坐标定位方程组并进行求解获得局放源坐标。然而该方法未能考虑变压器内复杂结构导致的特高频信号时延存在较大误差的问题，而定位方程组对时延的极度敏感又导致求解得到的局放源坐标误差极大，甚至定位失败。

技术实现思路

[0005]针对现有技术的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种变压器多分组特高频传感器局部放电定位方法，旨在解决现有定位方法由于未考虑变压器内部复杂结构导致特高频信号时延存在较大误差的问题。
[0006]本专利技术提供了一种变压器多分组特高频传感器局部放电定位方法，包括下述步骤：
[0007]S1获取n个特高频传感器针对带有内部绝缘缺陷的变压器在同一时刻采集到的局部放电信号；其中，n的取值范围为4<n≤8；
[0008]S2对于每个特高频传感器采集的特高频信号，计算两两特高频传感器接收到特高频局部放电信号的时间差；
[0009]S3在每四个特高频传感器中任选一个作为参考传感器，根据局部放电源产生的特高频信号传播至所述参考传感器与其余三个传感器的时间差建立局部放电源定位方程组，并通过求解所述局部放电源定位方程组获得所述分组特高频传感器的局部放电源定位结果；
[0010]S4对于第k个分组下得到的定位结果，通过计算该组定位结果获得定位误差权重因子；其中k的取值范围为
[0011]S5基于每组定位结果及每组定位结果的定位误差权重因子，建立局部放电源优化坐标寻优函数，并通过寻找最优解获得变压器内部局部放电源在空间的三维坐标。
[0012]更进一步地，步骤S2中，特高频信号从变压器内的绝缘缺陷传播至任意两个特高
频传感器的时间差的计算方法如下：
[0013](1)将第i个特高频传感器采集到的特高频信号的最大值对应的时刻t
i
作为局部放电时产生的特高频信号传播至第i个特高频传感器的时刻；
[0014](2)第i、j个特高频传感器接收到变压器内局部放电源的信号的时延表示为Δt
ij
＝t
i
‑
t
j
；其中1≤i≤n，1≤j≤n，i≠j，t
i
、t
j
分别表示局部放电时产生的特高频信号传播至第i、j个特高频传感器的时刻。
[0015]更进一步地，步骤S3中变压器内局部放电源的定位方程组表示为：
[0016][0017]其中，(x,y,z)为待求解的变压器内局放源在空间中的三维坐标；t
1s
为待求解的特高频信号从局部放电源传播至基准传感器的时间；(x
i
,y
i
,z
i
)为已知的第i个特高频传感器的坐标；v为已知的特高频电磁波在变压器油中的传播速度；Δt
12
、Δt
13
、Δt
14
分别为已知的第1个特高频传感器和第2、3、4个特高频传感器接收到变压器内局部放电源的信号的时延。
[0018]更进一步地，步骤S3中，变压器内局部放电源的定位方程组求解通过将方程组的求解问题转换成如下式的最优化问题并通过粒子群算法进行寻优求解；其中，(x,y,z)为待求解的变压器内局放源在空间中的三维坐标；t
1s
为待求解的特高频信号从局部放电源传播至基准传感器的时间；(x
i
,y
i
,z
i
)为已知的第i个特高频传感器的坐标；v为已知的特高频电磁波在变压器油中的传播速度；Δt
1i
为已知的第1个特高频传感器和第i个特高频传感器接收到变压器内局部放电源的信号的时延。
[0019]更进一步地，步骤S5中，所述局部放电源优化坐标寻优函数表示为：
[0020][0021]其中，n表示特高频传感器的数量；α
ii
表示第ii组定位结果的权重因子，(x
k
,y
k
,z
k
)表示第k分组特高频传感器的定位结果；(x
s
,y
s
,z
s
)表示待求的局部放电源优化坐标。
[0022]更进一步地，步骤S4中，以第a、b、c、d组传感器得到的第k组定位结果为球心，以r为半径的误差球面，在误差球面上取足够数量的nn个随机点，并对每一个点分别计算随机点上时间差与实测时间差的差值，第ii个点的结果记为第ii个点的定位误差权重因子可以表示为则第k组定位结果的权重因子可以表
示为其中表示误差球面上第ii个点的第a、b组传感器的时间差误差；分别表示误差球面上第ii个点的第a、b组，第a、c组，第a，d组传感器的时间差误差的权重因子；表示第a、b、c、d组传感器得到的定位结果对应的误差球面上第ii个点的权重因子；表示第k组定位结果的权重因子；k的取值范围为0<ii<nn。
[0023]更进一步地，误差球面半径r为10cm；随机点nn为10000。
[0024]更进一步地，特高频传感器带宽为300MHz～1.5GHz；4<n≤8；特高频信号采集设备选用Tektronix DPO7254C型号示波器，信号采样率为20GHz。
[0025]通过本专利技术所构思的以上技术方案，与现有技术相比，本专利技术中由于多分组传感器定位得到的多组定位结果并非均匀的分布在实际的定位结果周围，根据每组定位结果在定位结果误差球面上的时间差误差大小衡量其时延敏感程度，并以此定义误差权重因子，降低了定位结果对时延精度的依赖性，有效提高了局部放电源定位精度。
附图说明
[0026]图1是本专利技术实施例提供的变压器多分组特高频传感器局部放电定位方法的实现流程图。
具体实施方式
[0027]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0028]本专利技术提供了一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种变压器多分组特高频传感器局部放电定位方法，其特征在于，包括下述步骤：S1获取n个特高频传感器针对带有内部绝缘缺陷的变压器在同一时刻采集到的局部放电信号；其中，n的取值范围为4<n≤8；S2对于每个特高频传感器采集的特高频信号，计算两两特高频传感器接收到特高频局部放电信号的时间差；S3在每四个特高频传感器中任选一个作为参考传感器，根据局部放电源产生的特高频信号传播至所述参考传感器与其余三个传感器的时间差建立局部放电源定位方程组，并通过求解所述局部放电源定位方程组获得所述分组特高频传感器的局部放电源定位结果；S4对于第k个分组下得到的定位结果，通过计算该组定位结果获得定位误差权重因子；其中k的取值范围为S5基于每组定位结果及每组定位结果的定位误差权重因子，建立局部放电源优化坐标寻优函数，并通过寻找最优解获得变压器内部局部放电源在空间的三维坐标。2.如权利要求1所述的局部放电定位方法，其特征在于，步骤S2中，特高频信号从变压器内的绝缘缺陷传播至任意两个特高频传感器的时间差的计算方法如下：(1)将第i个特高频传感器采集到的特高频信号的最大值对应的时刻t
i
作为局部放电时产生的特高频信号传播至第i个特高频传感器的时刻；(2)第i、j个特高频传感器接收到变压器内局部放电源的信号的时延表示为Δt
ij
＝t
i
‑
t
j
；其中1≤i≤n，1≤j≤n，i≠j，t
i
、t
j
分别表示局部放电时产生的特高频信号传播至第i、j个特高频传感器的时刻。3.如权利要求1所述的局部放电定位方法，其特征在于，步骤S3中变压器内局部放电源的定位方程组表示为：其中，(x,y,z)为待求解的变压器内局放源在空间中的三维坐标；t
1s
为待求解的特高频信号从局部放电源传播至基准传感器的时间；(x
i
,y
i
,z
i
)为已知的第i个特高频传感器的坐标；v为已知的特高频电磁波在变压器油中的传播速度；Δt
12
、Δt
13
、Δt
14
分别为已知的第1个特高频传感器和第2、3、4个特高频传感器接收到变压器内局部放电源的信号的时延。4.如权利要求1所述的局部放电定位方法，其特征在于，步骤S3中，变压器内局部放电源的定...

【专利技术属性】
技术研发人员：李锐，卢金宝，楚修楠，郑哲然，白明，李振，吉海强，赵鹤翔，李梦莎，张寺霖，庞寿鹏，
申请(专利权)人：国网新疆电力有限公司超高压分公司，
类型：发明
国别省市：