一种变压器局部放电定位方法、终端、系统及存储介质技术方案

本发明专利技术实施例公开了一种变压器局部放电定位方法、终端、系统及存储介质，方法包括：建立变压器等效模型，设置等效模型中超声波传感器的位置参数和节点的声速参数；其中，所述等效模型中的节点包括变压器油、变压器油箱外壳、铁芯和绕组；计算从预设放电源到超声波传感器的直达波和非直达波之间的理论时间差，将所述理论时间差与实测时间差进行比对，采用粒子群算法迭代得到放电源的真实位置；其中，所述实测时间差计算方法如下：通过超声波传感器获取超声波信号；对所述超声波信号进行预处理，确认直达波实际波达时间和非直达波实际波达时间；根据直达波实际波达时间和非直达波实际波达时间计算实测时间差。际波达时间计算实测时间差。际波达时间计算实测时间差。

【技术实现步骤摘要】
一种变压器局部放电定位方法、终端、系统及存储介质


[0001]本专利技术涉及电力设备故障检测
，具体涉及一种变压器局部放电定位方法、终端、系统及存储介质。

技术介绍

[0002]电力变压器局部放电，是指变压器内绝缘存在气泡、杂质等，当外施交变高压时，缺陷处将发生局部的、重复的击穿。该现象通常是在高电场强度下，在绝缘体内电气强度较低的部位发生，表现为绝缘体内气体掺入物的击穿、小范围内气体或液体介质的局部击穿或固体介质的沿面放电等。产生局部放电的条件取决于绝缘装置中的电场分布和绝缘的电气物理性能。
[0003]局部放电一般不会引起绝缘的穿透性击穿，但是可以导致电介质(特别是有机电介质)的局部损坏。其能量和空间虽微小，但口积月累，则在一定条件下可能造成绝缘装置的电气强度的降低，导致绝缘最终损坏，酿成供电事故。因此局部放电对绝缘设备的破坏是一个缓慢的发展过程，对于高压电气设备来说是一种隐患。局部放电的特性一般可与绝缘的缺陷很好的相互印证，即根据局部放电特性可以确定电气设备绝缘水平。运行中的电力变压器内部发生局部放电时，其局部放电量的大小在一定程度上反映了绝缘缺陷的状况，放电功率的强弱反映了绝缘老化过程能量变换的强弱，而放电次数与放电间隔则反映了绝缘变化的速度和程度。当局部放电发展到严重阶段时，便使固体绝缘材料和油迅速分解，导致整个绝缘被击穿。因此检测局部放电的各种特性就能够知道设备的绝缘状况。
[0004]在大型电力设备故障预测中，局部放电监测是一种极为重要的手段。局部放电与电力设备绝缘老化和绝缘击穿之间具有紧密联系，局部放电的监测能够起到发现设备潜伏性故障，提供故障预警，避免故障发生的作用，对保障电力设备运行有着深远意义。高频电流法、特高频法以及超声波法是常用的现场变压器局部放电检测方法。其中高频电流法定位技术的研究主要针对绕组的缺陷。特高频法抗干扰能力强、灵敏度高，采用内置特高频探头可以取得较好的定位效果，但由于变压器箱壳可以屏蔽电磁波信号，外置特高频传感器的安装位置十分受限，在已投运的变压器上，较难安装数量较多的特高频传感器，导致定位精度无法保障。

技术实现思路

[0005]针对现有技术中的技术缺陷，本专利技术实施例的目的在于提供一种变压器局部放电定位方法、终端、系统及存储介质，以解决
技术介绍
中所提出的技术问题。
[0006]为实现上述目的，第一方面，本专利技术实施例提供了一种变压器局部放电定位方法，包括：
[0007]建立变压器等效模型，设置等效模型中超声波传感器的位置参数和节点的声速参数；其中，所述等效模型中的节点包括变压器油、变压器油箱外壳、铁芯和绕组；
[0008]计算从预设放电源到超声波传感器的直达波和非直达波之间的理论时间差，将所
述理论时间差与实测时间差进行比对，采用粒子群算法迭代得到放电源的真实位置；其中，所述实测时间差计算方法如下：
[0009]通过超声波传感器获取超声波信号；
[0010]对所述超声波信号进行预处理，确认直达波实际波达时间和非直达波实际波达时间；
[0011]根据直达波实际波达时间和非直达波实际波达时间计算实测时间差。
[0012]进一步，计算从预设放电源到超声波传感器的直达波和非直达波之间的理论时间差，包括：
[0013]计算从预设放电源到超声波传感器的直达波路径距离，根据变压器油的声速参数计算直达波理论波达时间；
[0014]计算从预设放电源到超声波传感器的非直达波路径距离，根据变压器油的声速参数和变压器油箱外壳的声速参数计算非直达波理论波达时间；
[0015]根据所述直达波理论波达时间和非直达波理论波达时间计算得到所述理论时间差。
[0016]进一步，采用A*寻路算法计算从预设放电源到超声波传感器的直达波路径距离。
[0017]进一步，计算从预设放电源到超声波传感器的非直达波路径距离，包括：
[0018]确认预设放电源在超声波传感器平面上的投影点，得到纵波范围与横波范围；
[0019]由内向外遍历纵波范围与横波范围内的节点，判断从预设放电源到该节点的油中直线路径是否存在阻挡，选取油中路径最短且未受阻挡的节点作为入射节点；
[0020]累计计算计算所有相邻入射节点之间的路径距离得到第一路径距离，计算最后一个入射节点在超声波传感器平面上的投影点与超声波传感器之间的第二路径距离；
[0021]将所述第一路径距离与第二路径距离之和作为非直达波路径距离。
[0022]进一步，根据变压器油的声速参数和变压器油箱外壳的声速参数计算非直达波理论波达时间，包括：
[0023]根据所述第一路径距离和变压器油的声速参数计算第一传播时间；
[0024]根据所述第二路径距离和变压器油箱外壳的声速参数计算第二传播时间；
[0025]将所述第一传播时间和第二传播时间之和作为非直达波理论波达时间。
[0026]进一步，对所述超声波信号进行预处理，确认直达波实际波达时间和非直达波实际波达时间，包括：
[0027]将超声波信号通过低通滤波器滤波，得到第一滤波信号；
[0028]对第一滤波信号采用累积能量法得到直达波实际波达时间；
[0029]将超声波信号通过带通滤波器滤波，得到第二滤波信号；
[0030]对第二滤波信号采用短时过零率法得到非直达波实际波达时间。
[0031]进一步，所述低通滤波器的通带频率范围为0
‑
f；
[0032]所述带通滤波器的通带频率范围为1.5f
‑
3f；
[0033]其中，f为超声波信号频谱的主频，对所述超声波信号进行傅里叶分解得到所述超声波信号频谱。
[0034]第二方面，本专利技术实施例还提供了一种信息数据处理终端，所述信息数据处理终端用于实现于电子装置上执行时，提供用户输入接口以实施如第一方面所述的方法。
[0035]第三方面，本专利技术实施例还提供了一种变压器局部放电定位系统，其特征在于，包括处理器、输入设备、输出设备和存储器，所述处理器、输入设备、输出设备和存储器相互连接，其中，所述存储器用于存储计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，所述处理器被配置用于调用所述程序指令，执行如第一方面所述的方法。
[0036]第四方面，本专利技术实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，所述程序指令当被处理器执行时使所述处理器执行如第一方面所述的方法。
[0037]实施本专利技术实施例，基于超声信号传播路径时间差的变压器局部放电定位方法，提高了定位的准确率，有利于变压器放电故障检测与安全稳定运行；在已投运的变压器上只需要安装少数的超声波传感器即可实现对变压器局部放电准确定位。
附图说明
[0038]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种变压器局部放电定位方法，其特征在于，包括：建立变压器等效模型，设置等效模型中超声波传感器的位置参数和节点的声速参数；其中，所述等效模型中的节点包括变压器油、变压器油箱外壳、铁芯和绕组；计算从预设放电源到超声波传感器的直达波和非直达波之间的理论时间差，将所述理论时间差与实测时间差进行比对，采用粒子群算法迭代得到放电源的真实位置；其中，所述实测时间差计算方法如下：通过超声波传感器获取超声波信号；对所述超声波信号进行预处理，确认直达波实际波达时间和非直达波实际波达时间；根据直达波实际波达时间和非直达波实际波达时间计算实测时间差。2.如权利要求1所述的一种变压器局部放电定位方法，其特征在于，计算从预设放电源到超声波传感器的直达波和非直达波之间的理论时间差，包括：计算从预设放电源到超声波传感器的直达波路径距离，根据变压器油的声速参数计算直达波理论波达时间；计算从预设放电源到超声波传感器的非直达波路径距离，根据变压器油的声速参数和变压器油箱外壳的声速参数计算非直达波理论波达时间；根据所述直达波理论波达时间和非直达波理论波达时间计算得到所述理论时间差。3.如权利要求2所述的一种变压器局部放电定位方法，其特征在于，采用A*寻路算法计算从预设放电源到超声波传感器的直达波路径距离。4.如权利要求2所述的一种变压器局部放电定位方法，其特征在于，计算从预设放电源到超声波传感器的非直达波路径距离，包括：确认预设放电源在超声波传感器平面上的投影点，得到纵波范围与横波范围；由内向外遍历纵波范围与横波范围内的节点，判断从预设放电源到该节点的油中直线路径是否存在阻挡，选取油中路径最短且未受阻挡的节点作为入射节点；累计计算计算所有相邻入射节点之间的路径距离得到第一路径距离，计算最后一个入射节点在超声波传感器平面上的投影点与超声波传感器之间的第二路径距离；将所述第一路径距离与第二路径距离之和作为非直达波路径距离。5.如权利要求4所述的一种变压器局...

【专利技术属性】
技术研发人员：李利华，杨新志，鲍鹏，唐志国，张连根，任原超，徐鹏，朱萌，
申请(专利权)人：北京华电智成电气设备有限公司，
类型：发明
国别省市：