[发明专利]一种监测GIS局部放电的超高频传感器布点方法

说明书

本发明公开了一种监测GIS局部放电的超高频传感器布点方法，属于GIS局部放电监测的布点方法。该布点方法将GIS拓扑结构抽象为无向图，找到测距临界点，分别以最大可观性和检测最可靠为约束条件建立测量点布置的0‑1规划模型，求解得到采用多个检测点同步进行局部放电定位的测量点布置方案。本发明设可以利用多个测量点信息进行综合局部放电定位。

技术领域

本发明属于局部放电在线监测领域，特别涉及一种监测GIS局部放电的超高频传感器布点方法。

背景技术

特高频(Ultra-High-Frequency,UHF)检测法是一种利用特高频传感器的局放检测技术。GIS内部结构等同于一个同轴波导结构，在局部放电发生时非常有利于电磁波的传播，这种方法的检测频段为300～3000Mhz，通过内置或外置的特高频传感器接收到的由GIS腔体泄露出来的局部放电电磁波信号进行检测。一般在现场进行局部放电测量时，环境的干扰频段通常小于300MHz。检测特高频的电磁波可以有效防止电晕等干扰，具有高灵敏度和高信噪比的有点，并且通过传感器接收到电磁波信号的时间差就能实现对放电的定位，特高频法要优于传统的检测方法。

特高频传感器的响应速度和灵敏性是进行特高频定位的关键，影响传感器效果的因素主要包括传感器的类型、空间布局和检测频带等。通过特高频法进行局部放电的三维空间定位一般需要3个及以上的传感器，通常把多个传感器称为传感器阵列。特高频传感器的空间布局是进行定位计算的关键，对定位的精确度至关重要。传感器布置不合理，定位准确度会下降甚至失效。在每个结点都布置监测装置是不经济的。因此，在考虑GIS拓扑结构的基础上，引出了局部放电测量点的优化布置问题。

如何根据电磁波信号与局部放电源的关系特性和电磁波的传播特性，探索特高频传感器在GIS内部的位置布点原则是研究的关键问题之一。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是解决GIS现场局放实时监测中在每个节点都布置超高频传感器是很不经济的这一问题，在考虑GIS拓扑结构的基础上，提出了局部放电测量点的优化布置的超高频传感器布点方法。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案

一种监测GIS局部放电的超高频传感器布点方法，具体包含如下步骤：

步骤1，将GIS的各个节点进行编号，将各个节点间的拓扑关系、线路长度绘制成表格；

步骤2，根据各个节点间的拓扑关系画出此GIS的无向图；

步骤3，计算各线路对所有节点的临界点，并利用临界点对整个GIS分段，进而获取0-1规划模型；

步骤4，计算传播路径矩阵，并将其代入0-1规划模型；

步骤5，采用Matlab的bintprog函数求解代入传播路径矩阵的0-1规划模型，解得配置向量，得出需要布置传感器的节点。

作为本发明一种监测GIS局部放电的超高频传感器布点方法的进一步优选方案，在步骤3中，所述临界点为局放源产生的电磁波分别经过线路两端到达传感器的距离相等的点。

作为本发明一种监测GIS局部放电的超高频传感器布点方法的进一步优选方案，在步骤3中，所述临界点的具体计算如下：

其中，为区域线路l对于第k个节点的传感器的临界点，为区段始端i到第k个节点的传感器最短距离，为区段末端j到第k个节点的传感器最短距离，L_l为区域线路l的总长度。

作为本发明一种监测GIS局部放电的超高频传感器布点方法的进一步优选方案，在步骤4中，所述传播路径矩阵G具体如下：