[发明专利]基于特高频外置传感器的电力变压器故障在线定位系统

说明书

技术领域

本发明属于电力系统领域，具体涉及一种基于特高频局部放电的电力变压器故障在线定位系统。

背景技术

电力变压器内部发生局部放电时，会激励产生特高频电磁波信号。由于变压器绝缘结构的复杂性，电磁波从放电点传播到特高频传感器经过的路径具有不确定性，可能会遇到变压器油、油纸绝缘或者金属导体。这样，电磁波在其中传播时会发生多次折反射及衰减，从而增加了电磁波检测的难度。因此，对局部放电产生特高频电磁波的传播机理进行深入的理论分析和实验研究是十分必要的，这对于电磁波信号的耦合接收及特高频传感器的设计至关重要。

变压器局部放电特高频检测中的关键器件是传感器，即特高频天线。传感器性能的好坏直接影响到信号的提取，进而影响到放电类型的识别。要实现对变压器局部放电的特高频检测，一个重要的途径就是对局部放电产生的以TEM波形式传播的电磁波进行耦合，并且要求这种传感器具备以下基本特性：1)结构尺寸灵巧，在不影响变压器运行和不改变变压器结构的前提下实现在线监测；2)能实现带宽为300MHz～1500MHz的局部放电信号检测，具有良好的频率响应特性；3)具有较高的信号检测灵敏度。

故障位置定位技术对变压器的状态监测非常重要，发现设备故障并准确定位才能更有利于决策人员做出合适的指令，是否停运变压器。

发明人在实现本发明的过程中发现，同行业同类产品缺点在于：过去同类产品大多采用超声方法定位，现场检测灵敏度低，干扰大；或要求安装4个内置特高频传感器，变压器大多不具备现场安装条件，不方便在现场安装。

发明内容

本发明的目的是，克服现有技术的不足，提供一种现场安装方便、检测灵敏度高的基于特高频外置传感器的电力变压器故障在线定位系统。

为达上述目的，本发明提供了一种基于特高频外置传感器的电力变压器故障在线定位系统，所述系统包括：

三个套管位特高频局放传感器，分别用于接收放电故障点产生的电磁波信号；

一个油阀位特高频局放传感器，用于接收放电故障点产生的电磁波信号；

高速采集系统，用于记录所述三个套管位特高频局放传感器和所述油阀位特高频局放传感器分别接收到的电磁波信号对应的脉冲序列，根据所述脉冲序列并基于双曲线定位法计算得到放电故障点的位置。

优选地，所述三个套管位特高频局放传感器和所述油阀位特高频局放传感器采用四元T形布置方式，其中三个套管位特高频局放传感器的位置等高，所述油阀位特高频局放传感器的位置高于所述三个套管位特高频局放传感器。

优选地，所述三个套管位特高频局放传感器和所述油阀位特高频局放传感器采用金字塔型布置方式，其中三个套管位特高频局放传感器的设置于该金字塔的塔底，所述油阀位特高频局放传感器设置于该金字塔的塔顶。

优选地，所述高速采集系统与所述三个套管位特高频局放传感器和所述油阀位特高频局放传感器之间均采用高频同轴物理发泡电缆连接，所述高速采集系统是设置在待测变压器的外部。

优选地，所述高速采集系统包括：高速采集卡，用于记录所述三个套管位特高频局放传感器和所述油阀位特高频局放传感器分别接收到的电磁波信号对应的脉冲序列；处理单元，用于根据该四个传感器接收到的电磁波信号的脉冲序列并基于双曲线定位法计算得到放电故障点的位置。

优选地，所述处理单元具体可用于如果计算的放电故障点的位置在本变压器外部，则所述电磁波信号为外部干扰信号或外部其它设备故障信号，本变压器安全；如果计算的放电故障点的位置位于本变压器内部，则存在本变压器内部绝缘故障。

优选地，所述处理单元，还可用于如果计算的放电故障点的位置位于本变压器内部，则进一步基于自适应网络模糊推理系统ANFIS局部放电模式识别系统算法分析故障的强度和放电类型。

本发明的上述技术方案的有益技术效果在于：

本发明的套管位特高频传感器配合油阀位传感器不仅适合在变压器出厂前在工厂安装，也适合已运行多年的旧变压器在现场方便安装，且本发明的定位系统可实现放电故障准确定位，能识别外部来源放电干扰，检测灵敏度高，可靠性高，还能同时对套管局部放电进行监测。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。