基于超高频检测技术的变压器局部放电定位方法

1.一种基于超高频检测技术的变压器局部放电定位方法，包括以下步骤：
利用设置在变压器内部的多个放电检测器检测变压器的超高频放电信号；
将放电检测器的检测信号送到信息采集中心进行编码；
将编码后的检测信号送到处理器，处理器先对检测信号进行滤波、消除干扰和噪声信号，再根据各检测信号到达时间的先后，确定变压器局部放电的放电源位置，若A(xa，ya)、B(xb，yb)、C(xc，yc)分别为检测点A、B、C的位置，待定位信号源的坐标为M(xm，ym)，根据信号的传播时间能确定信号源到A、B、C三点的距离为r1，r2，r3，由三边关系得到：
由公式(1)(2)(3)可以求得待定位点M的坐标为：

基于超高频检测技术的变压器局部放电定位方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种基于超高频检测技术的变压器局部放电定位方法。
背景技术
[0002] 电能是国家的经济命脉，与人们的日常生活和企业的正常生产紧密相关。目前我国正处于电力建设的高峰期和关键期，迫切需要研究和发展相应的超高压输变电关键技术。作为电力系统输变电关键设备，电力变压器的可靠运行对整个电力系统的安全、经济运行具有重要意义。
[0003] 目前大型电力变压器多为油浸式电力变压器，其绝缘结构主要由油、纸、纸板等构成的固体-油绝缘结构。电力变压器在制造过程中会形成气泡、裂缝、悬浮导电质点和电极毛刺等局部缺陷，从而导致绝缘体内部或表面上某些区域电场强度高于平均电场强度。当这些区域的击穿场强低于平均击穿场强时，会发生放电，而其他区域仍保持绝缘特性，从而形成局部放电的现象。
[0004] 变压器局部放电时伴有电脉冲、电磁辐射、声、光、局部发热以及放电导致绝缘材料分解出气体等现象，通过这些现象可以检测局部放电。在常用的局部放电检测方法中，脉冲电流法、DGA法和超声波法是应用比较广泛的。
[0005] 脉冲电流法是研究最早、应用最广泛的一种检测方法，它通过将阻抗接入到测量回路中来检测，但其测量灵敏度受到耦合阻抗的限制，测量频率低、频带窄，包含的信息量少，且抗干扰能力差，无法有效应用于现场的在线监测。DGA法是通过检测变压器油分解产生的各种气体的组成和浓度来确定故障状态，但油气分析是一个长期的监测过程，因而无法发现突发性故障，且该方法无法进行故障定位。超声波法是通过检测变压器局放产生的超声波信号来测量局放的大小和位置，但受到超声波传播的时延误差的制约，超声波定位的准确度和灵敏度不高。
发明内容
[0006] 为了解决现有变压器局部放电的定位检测方法存在的上述技术问题，本发明提供一种基于超高频技术的变压器局部放电的定位方法。本发明能检测出局部放电的位置，且准确度和灵敏度更好。
[0007] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
[0008] 将编码后的检测信号送到处理器，处理器先对检测信号进行滤波、消除干扰和噪声信号，再根据各检测信号到达时间的先后，确定变压器局部放电的放电源位置，若A(xa，ya)、B(xb，yb)、C(xc，yc)分别为检测点A、B、C的位置，待定位信号源的坐标为M(xm，ym)，根据信号的传播时间能确定信号源到A、B、C三点的距离为r1，r2，r3，由三边关系得到：
[0009]
[0010]
[0011]
[0012] 由上述公式可以求得待定位点M的坐标为：
[0013]
[0014] 本发明的技术效果在于：本发明利用设置在变压器内部的多个放电检测器检测变压器的超高频放电信号，经编码后送到处理器处理，处理器根据各检测信号到达的先后，可以准确测量出变压器的放电位置，提高了局部放电源的定位精度，并保证定位结果的准确性和可靠性。
[0015] 下面结合附图对本发明作进一步的说明。
附图说明
[0016] 图1是实现本发明的系统构成结构图。
[0017] 图2是本发明的流程图。
[0018] 图3是本发明的定位算法原理图。
具体实施方式
[0019] 参见图1、图2，图1是实施本发明的系统构成示意图。系统包括设置在变压器内部的多个放电检测器、信息采集中心、信号调理电路、处理器。图2是本发明的流程图。放电检测器安装在在变压器内部，它们作为局部放电定位的参考节点，分布在变压器油箱的不同位置处。当变压器油箱内局部放电产生放电陡脉冲时，会同时激发产生几百兆赫兹以上的超高频电磁波。油箱内的各个放电检测器可以检测接收到该放电源产生的超高频(UHF)信号，直接接收局部放电产生的超高频电磁波。信息采集中心安装在变压器油箱外部，采用光纤连接放电检测器，信息采集中心按照规定的格式对检测信号进行存储、转发，信号调理电路对检测信号进行滤波、消除干扰和噪声信号，再由处理器进行运算处理，处理器根据各检测信号到达的先后顺序，采用TOA(Time of Arrive)算法对放电源进行定位。
[0020] 图3是本发明的定位算法原理图。图示中有三个已知检测点A、B、C，未知节点M到三个已知节点的距离为r1，r2，r3。根据三条边的关系式，可以求得M点坐标。
[0021] 所述的TOA定位算法至少需要三个定位参考节点，可以实现精确定位，是三角测量定位技术中的一种重要方法，其定位原理为：
[0022] 假设已知的三个定位参考节点的坐标为：A(xa，ya)、B(xb，yb)、C(xc，yc)，待定位信号源的坐标为M(xm，ym)。在已知超高频信号传输速率的情况下，根据信号的传播时间能确定信号源到A、B、C三点的距离为r1，r2，r3。由三边关系得到：
[0023]
[0024]
[0025]
[0026] 由公式(1)(2)(3)可以求得待定位点M的坐标为：
[0027]
[0028] 以上所述仅是本发明的优选实施方式，在不脱离本发明的基本原理的情况下，所做的修改和润饰，也为本发明的保护范围。