[发明专利]一种干式变压器局部放电在线监测装置及其定位方法

说明书

技术领域

本发明涉及监测技术领域，尤其涉及一种干式变压器局部放电在线监测装置及其定位方法。

背景技术

干式变压器是电力系统的主要设备之一，广泛应用在炼油厂和海上石油平台等特殊场合。统计资料显示，目前干式变压器的主要故障以绝缘故障为主，绝缘故障主要表现为绝缘的劣化。另一方面局部放电既是绝缘劣化的原因，也是绝缘劣化的表现形式。局部放电的检测能够提前反映干式变压器的绝缘状况，及时发现干式变压器内部的绝缘缺陷，预防潜伏性和突发性事故的发生。因此及时有效地检测到局部放电信号并给出局部源的位置对于干式变压器的维护有着重要的意义。

局部放电的定位是根据局部放电过程中产生的电磁波、声、光、热和化学变化等现象，其定位方法有电气定位、超声波定位、光定位、热定位和DGA(Dissolved Gas Analysis)定位等。目前，国内外研究最多、应用最广泛的是局部放电超声波定位法。局部放电超声波定位法是根据局部放电产生的超声波传播方向和时间来确定放电位置的。

发明人在实现本发明的过程中，发现现有技术中至少存在以下问题：

局部放电超声波定位法的准确度和灵敏度不高，最主要的原因是超声波传播的时延误差过大。因为干式变压器内部结构复杂，超声波信号在干式变压器的树脂和金属等不同媒质中传播时受折射、反射和损耗等多种因素的影响，用于定位的实际时延估计往往不能准确地得到。

发明内容

本发明提供了一种干式变压器局部放电在线监测装置及其定位方法，本发明提高了定位的精度和灵敏度，减少了超声波传播的时延误差，详见下文描述：

一种干式变压器局部放电在线监测装置，包括：分别在干式变压器上设置有第一超声波传感器、第二超声波传感器、第三超声波传感器、第四超声波传感器和超高频传感器，

所述第一超声波传感器、所述第二超声波传感器、所述第三超声波传感器、所述第四超声波传感器分别采集局部放电信号中的超声波信号，并传输至信号处理单元；所述超高频传感器采集局部放电信号中的超高频信号，并传输至所述信号处理单元；所述信号处理单元接收四路超声波信号和一路超高频信号，并分别对所述四路超声波信号和一路超高频信号进行放大和滤波处理，将处理后的四路超声波信号和一路超高频信号传输至数据采集卡；所述数据采集卡将所述处理后的四路超声波信号和一路超高频信号分别转换为四路超声波数字信号和一路超高频数字信号并存储，当达到定位触发要求时，所述四路超声波数字信号或所述四路超声波数字信号与所述一路超高频信号传输至计算机，所述计算机进行计算实现对局部放电位置的定位。

所述方法包括以下步骤：

(1)数据采集卡将处理后的四路超声波信号和一路超高频信号分别转换为四路超声波数字信号和一路超高频数字信号并存储；

(2)当四路超声波信号中的任意一路信号满足定位触发要求时，计算机采用第一超声波传感器、第二超声波传感器、第三超声波传感器和第四超声波传感器进行定位，获取第一局部放电位置；

(3)当采用超高频传感器获得的超高频信号满足触发要求时，所述计算机采用所述第一超声波传感器、所述第二超声波传感器、所述第三超声波传感器和所述第四超声波传感器获得的超声波信号及4路超声波信号与超高频传感器的时间差进行定位，获取第二局部放电位置；

(4)所述计算机对所述第一局部放电位置和所述第二局部放电位置取平均值，输出局部放电位置。

所述计算机采用第一超声波传感器、第二超声波传感器、第三超声波传感器和第四超声波传感器进行定位，获取第一局部放电位置具体为：

P(x,y,z)表示局部放电点，S₁，S₂，S₃，S₄分别表示超声波传感器的位置坐标，S₀（x’，y’,z’）表示所述超高频传感器的位置坐标，

设各超声波传感器到所述局部放电位置的距离为L_i(i=1,2,3,4)