基于特高頻外置傳感器的電力變壓器故障在線定位系統技術方案

本發明專利技術提供一種基于特高頻外置傳感器的電力變壓器故障在線定位系統，該系統包括：三個套管位特高頻局放傳感器，分別用于接收放電故障點產生的電磁波信號；一個油閥位特高頻局放傳感器，用于接收放電故障點產生的電磁波信號；以及高速采集系統，用于記錄所述三個套管位特高頻局放傳感器和所述油閥位特高頻局放傳感器分別接收到的電磁波信號對應的脈沖序列，根據所述脈沖序列并基于雙曲線定位法計算得到放電故障點的位置。本發明專利技術的套管位特高頻傳感器配合油閥位傳感器可以在現場方便安裝，并且對放電故障點的檢測靈敏度高。

【技術實現步驟摘要】
基于特高頻外置傳感器的電力變壓器故障在線定位系統
本專利技術屬于電力系統領域，具體涉及一種基于特高頻局部放電的電力變壓器故障在線定位系統。
技術介紹
電力變壓器內部發生局部放電時，會激勵產生特高頻電磁波信號。由于變壓器絕緣結構的復雜性，電磁波從放電點傳播到特高頻傳感器經過的路徑具有不確定性，可能會遇到變壓器油、油紙絕緣或者金屬導體。這樣，電磁波在其中傳播時會發生多次折反射及衰減，從而增加了電磁波檢測的難度。因此，對局部放電產生特高頻電磁波的傳播機理進行深入的理論分析和實驗研究是十分必要的，這對于電磁波信號的耦合接收及特高頻傳感器的設計至關重要。變壓器局部放電特高頻檢測中的關鍵器件是傳感器，即特高頻天線。傳感器性能的好壞直接影響到信號的提取，進而影響到放電類型的識別。要實現對變壓器局部放電的特高頻檢測，一個重要的途徑就是對局部放電產生的以TEM波形式傳播的電磁波進行耦合，并且要求這種傳感器具備以下基本特性:1)結構尺寸靈巧，在不影響變壓器運行和不改變變壓器結構的前提下實現在線監測；2)能實現帶寬為300MHz?1500MHz的局部放電信號檢測，具有良好的頻率響應特性；3)具有較高的信號檢測靈敏度。故障位置定位技術對變壓器的狀態監測非常重要，發現設備故障并準確定位才能更有利于決策人員做出合適的指令，是否停運變壓器。專利技術人在實現本專利技術的過程中發現，同行業同類產品缺點在于:過去同類產品大多采用超聲方法定位，現場檢測靈敏度低，干擾大；或要求安裝4個內置特高頻傳感器，變壓器大多不具備現場安裝條件，不方便在現場安裝。
技術實現思路
本專利技術的目的是，克服現有技術的不足，提供一種現場安裝方便、檢測靈敏度高的基于特高頻外置傳感器的電力變壓器故障在線定位系統。為達上述目的，本專利技術提供了一種基于特高頻外置傳感器的電力變壓器故障在線定位系統，所述系統包括:三個套管位特高頻局放傳感器，分別用于接收放電故障點產生的電磁波信號；一個油閥位特高頻局放傳感器，用于接收放電故障點產生的電磁波信號；高速采集系統，用于記錄所述三個套管位特高頻局放傳感器和所述油閥位特高頻局放傳感器分別接收到的電磁波信號對應的脈沖序列，根據所述脈沖序列并基于雙曲線定位法計算得到放電故障點的位置。[0011 ] 優選地，所述三個套管位特高頻局放傳感器和所述油閥位特高頻局放傳感器采用四元T形布置方式，其中三個套管位特高頻局放傳感器的位置等高，所述油閥位特高頻局放傳感器的位置高于所述三個套管位特高頻局放傳感器。優選地，所述三個套管位特高頻局放傳感器和所述油閥位特高頻局放傳感器采用金字塔型布置方式，其中三個套管位特高頻局放傳感器的設置于該金字塔的塔底，所述油閥位特高頻局放傳感器設置于該金字塔的塔頂。優選地，所述高速采集系統與所述三個套管位特高頻局放傳感器和所述油閥位特高頻局放傳感器之間均采用高頻同軸物理發泡電纜連接，所述高速采集系統是設置在待測變壓器的外部。優選地，所述高速采集系統包括:高速采集卡，用于記錄所述三個套管位特高頻局放傳感器和所述油閥位特高頻局放傳感器分別接收到的電磁波信號對應的脈沖序列；處理單元，用于根據該四個傳感器接收到的電磁波信號的脈沖序列并基于雙曲線定位法計算得到放電故障點的位置。優選地，所述處理單元具體可用于如果計算的放電故障點的位置在本變壓器外部，則所述電磁波信號為外部干擾信號或外部其它設備故障信號，本變壓器安全；如果計算的放電故障點的位置位于本變壓器內部，則存在本變壓器內部絕緣故障。優選地，所述處理單元，還可用于如果計算的放電故障點的位置位于本變壓器內部，則進一步基于自適應網絡模糊推理系統ANFIS局部放電模式識別系統算法分析故障的強度和放電類型。本專利技術的上述技術方案的有益技術效果在于:本專利技術的套管位特高頻傳感器配合油閥位傳感器不僅適合在變壓器出廠前在工廠安裝，也適合已運行多年的舊變壓器在現場方便安裝，且本專利技術的定位系統可實現放電故障準確定位，能識別外部來源放電干擾，檢測靈敏度高，可靠性高，還能同時對套管局部放電進行監測。【附圖說明】為了更清楚地說明本專利技術實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖做一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本專利技術的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本專利技術實施例中各傳感器在變壓器箱體上的分布示意圖；圖2為專利技術實施例中四個傳感器的四元T形布置方式的示意圖；圖3為本專利技術實施例中四個傳感器的金字塔型布置方式的示意圖。【具體實施方式】為使本專利技術實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本專利技術實施例中的附圖，對本專利技術實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本專利技術一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本專利技術中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本專利技術保護的范圍。本專利技術實施例提供了一種基于特高頻外置局放傳感器的電力變壓器故障在線定位系統，圖1為本專利技術實施例中各傳感器在變壓器箱體上的分布示意圖，如圖1所示，該系統主要包括:三個套管位特高頻局放傳感器(S1、S2、S3)、一個油閥位特高頻局放傳感器S4和高速采集系統。特高頻局放傳感器S1-S4用于接收放電故障點產生的電磁波信號；高速采集系統(包括高速采集卡和一個處理單元)，分別與上述每個傳感器連接，用于記錄該四個傳感器S1-S4接收到的電磁波信號的脈沖序列(在本實施例中為四組)，高速采集系統可以將電磁波信號的模擬波形轉變成脈沖序列，并根據得到的四個傳感器接收到的電磁波信號的脈沖序列，由其處理單元通過專門算法(例如雙曲線定位法)計算得到放電故障點的位置。在本實施例中，該高速采集系統(下稱高速數據采集系統)與四個傳感器之間較佳地是有線連接，采用高頻同軸物理發泡電纜，高速數據采集系統是設置在待測變壓器的外部。該高速數據采集系統既可根據四組脈沖信號本身進行故障定位，也可根據四組脈沖信號的接收時間進行故障定位。在本實施例中，該高速采集系統可以包括:高速采集卡，用于記錄所述三個套管位特高頻局放傳感器和所述油閥位特高頻局放傳感器分別接收到的電磁波信號對應的脈沖序列；該高速采集卡還可以記錄每組脈沖信號的接收時間；以及處理單元，用于根據該四個傳感器接收到的電磁波信號的脈沖序列并基于雙曲線定位法計算得到放電故障點的位置。[0031 ] 套管位特高頻局放傳感器配合油閥位特高頻局放傳感器可以在現場方便安裝。該電力變壓器故障在線定位系統可在線連續工作，任何時刻被測設備出現故障都能自動定位故障點，并在軟件界面顯示故障位置和故障原因。系統工作頻帶為300MHz~2000MHz ο該系統采用的定位原理是:測時差定位系統是一種基本的被動定位系統，又叫雙曲線定位法，它利用輻射信號到達傳感器的時延來完成定位，對放電源進行空間定位至少需要3個互不相關的時延估計數據，這就至少需要4個傳感器。在一個實施例中，這4個傳感器可以采用四元T形的布置方式，如圖2示出的傳感器的布置方式。其中套管位傳感器SI，S2，S3等高，油閥位傳感器S4高于其他3個套管位傳感器，這樣就可以保證對放電源z方向上的定位。如圖3所示，作為一種可選的本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種基于特高頻外置傳感器的電力變壓器故障在線定位系統，其特征在于，所述系統包括：三個套管位特高頻局放傳感器，分別用于接收放電故障點產生的電磁波信號；一個油閥位特高頻局放傳感器，用于接收放電故障點產生的電磁波信號；高速采集系統，用于記錄所述三個套管位特高頻局放傳感器和所述油閥位特高頻局放傳感器分別接收到的電磁波信號對應的脈沖序列，根據所述脈沖序列并基于雙曲線定位法計算得到放電故障點的位置。

【技術特征摘要】
1.一種基于特高頻外置傳感器的電力變壓器故障在線定位系統，其特征在于，所述系統包括: 三個套管位特高頻局放傳感器，分別用于接收放電故障點產生的電磁波信號； 一個油閥位特高頻局放傳感器，用于接收放電故障點產生的電磁波信號； 高速采集系統，用于記錄所述三個套管位特高頻局放傳感器和所述油閥位特高頻局放傳感器分別接收到的電磁波信號對應的脈沖序列，根據所述脈沖序列并基于雙曲線定位法計算得到放電故障點的位置。2.根據權利要求1所述的基于特高頻外置傳感器的電力變壓器故障在線定位系統，其特征在于，所述三個套管位特高頻局放傳感器和所述油閥位特高頻局放傳感器采用四元T形布置方式，其中三個套管位特高頻局放傳感器的位置等高，所述油閥位特高頻局放傳感器的位置高于所述三個套管位特高頻局放傳感器。3.根據權利要求1所述的基于特高頻外置傳感器的電力變壓器故障在線定位系統，其特征在于，所述三個套管位特高頻局放傳感器和所述油閥位特高頻局放傳感器采用金字塔型布置方式，其中三個套管位特高頻局放傳感器的設置于該金字塔的塔底，所述油閥位特高頻局放傳感器設置于該金字塔的塔頂。4.根據權利要求1所述的基于特高頻外置傳感器的電力變壓器故障在線定位系統，其特...

【專利技術屬性】
技術研發人員：蔡淵，杜劍光，邢鈾，吳翚，王思捷，張薇，
申請(專利權)人：海南電力技術研究院，上海智光電力技術有限公司，
類型：發明
國別省市：海南;66