著录项信息
专利名称 | 一种车载式变电站局部放电定位系统及其定位方法 |
申请号 | CN201210397303.2 | 申请日期 | 2012-10-19 |
法律状态 | 驳回 | 申报国家 | 中国 |
公开/公告日 | 2013-01-09 | 公开/公告号 | CN102866334A |
优先权 | 暂无 | 优先权号 | 暂无 |
主分类号 | G01R31/12 | IPC分类号 | G01R31/12查看分类表>
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申请人 | 上海市电力公司;上海交通大学;国家电网公司 | 申请人地址 | 上海市黄浦区南京东路1***
变更
专利地址、主体等相关变化,请及时变更,防止失效 |
权利人 | 上海市电力公司,上海交通大学,国家电网公司 | 当前权利人 | 上海市电力公司,上海交通大学,国家电网公司 |
发明人 | 邵宇鹰;关宏;盛戈皞;张天辰;侯慧娟;江秀臣 |
代理机构 | 上海信好专利代理事务所(普通合伙) | 代理人 | 张妍 |
摘要
一种车载式变电站局部放电定位系统及其定位方法,在汽车上安装4个射频电磁波传感器来接收局部放电点发出的电磁波信号,并由信号调理电路对所接收到的信号进行放大和滤波处理,经高速数据采样单元对4路输出信号进行同步采集,并将数据输出到数据处理和分析单元据实时计算4个射频全向传感器接收同一放电源辐射出超高频信号的起始时刻,基于接收到的4路信号的时间差列出方程组,求解放电信号的方向角和径向距离,从而实现定位。本发明能对变电站内所有高压设备进行局部放电检测和定位,大大降低了设备局部放电检测的成本,有助于巡检变电站设备时及早发现缺陷,减少事故的发生和停电检修的时间,从而提高变电站运行的可靠性和智能化水平。
1.一种车载式变电站局部放电定位系统,其特征在于,该系统包含安装在车顶的射频全向传感器(1),分别电路连接所述射频全向传感器(1)的信号调理电路(2),电路连接所述信号调理电路(2)的高速数据采样单元(3),以及电路连接所述高速数据采样单元(3)的数据处理和分析单元(4)。
2.如权利要求1所述的车载式变电站局部放电定位系统,其特征在于,该车载式变电站局部放电定位系统还包含分别电路连接上述部件的电源。
3.如权利要求1所述的车载式变电站局部放电定位系统,其特征在于,所述的射频全向传感器(1)采用UHF天线传感器。
4.如权利要求1所述的车载式变电站局部放电定位系统,其特征在于,所述的信号调理电路(2)采用前置放大器。
5.如权利要求1所述的车载式变电站局部放电定位系统,其特征在于,所述的高速数据采样单元(3)采用带存储功能的高速示波器。
6.如权利要求1所述的车载式变电站局部放电定位系统,其特征在于,所述的数据处理和分析单元(4)采用计算机。
7.如权利要求1所述的车载式变电站局部放电定位系统,其特征在于,所述的信号调理电路(2)和高速数据采样单元(3)采用RF同轴屏蔽电缆连接。
8.一种车载式变电站局部放电定位方法,其特征在于,该方法包含以下步骤:
步骤1、信号接收;
射频全向传感器(1)接收变电站局部放电产生的电磁波信号;
步骤2、信号调理;
信号调理电路(2)对接收到的信号进行放大和滤波处理;
步骤3、数据采样;
高速数据采样单元(3)对4路输出信号进行同步采集;
步骤4、信号降噪;
步骤5、数据处理和分析单元(4)根据四组信号的时间差,建立关于放电点位置的方程;
步骤5.1、利用阈值法确定4路信号波形曲线的拐点对应的时刻,作为射频电磁波信号的起始时刻;
步骤5.2、确定各路信号起始时刻的时间差:
(1)
其中, 为对应信号波形曲线的拐点时刻;
步骤5.3、确定四个传感器与放电点的距离差:
在传感器平面内建立直角坐标系,假设四个传感器的位置在平面坐标系内分别为、 、 和 ,放电点位置为 ,放电点到四个传感器的距离分别
为 、 、 、 ,则位置差分别为:
(2)
其中, , ; 为电磁波传播速
度, 即为待定的放电点位置坐标;
步骤5.4、建立关于放电点位置的方程:
根据解析几何知识,放电点到每2个传感器之间的距离差 可确定一个单支双曲线,因此,以传感器阵列中心为原点建立直角坐标系,通过4个时延的正负即可确定放电点所在象限,并可得到双曲线方程,联立可得非线性方程组:
(3)
(4)
(5)
(6)
其中, , , 为双曲线焦距,可根据传感器阵列尺寸得
到;
步骤6、数据处理和分析单元(4)求解基于时差的位置方程组,计算放电点位置,并得到局部放电源的方位角和径向距离;
采用牛顿迭代法求解基于时差的非线性方程组:
联立关于放电位置 的非线性方程(3)、(4),可得到二元二次方程组,写成的形式,其中 ,
(7)
设 为方程组的一个近似解,则对 有:
(8)
写成向量形式为:
(9)
其中, 为 的 矩阵在 处的值;若 取值为方程组(7)的根 ,即
,把式(8)右端为 的向量 作为新的近似值,记为 ,即有:
(10)
式(10)即为牛顿法求解非线性方程组的迭代公式;
同理,联立非线性方程(5)、(6)得到的二元二次方程组同样可利用上述方法求解;
通过上述迭代,收敛点即可认为是放电点在预设平面直角坐标系内的坐标 ,进而得到其方向角与径向距离;
方向角 (11)
径向距离 (12)。
9.如权利要求8所述的车载式变电站局部放电定位方法,其特征在于,所述的步骤3中,每通道采样频率>2GS/s。
10.如权利要求8所述的车载式变电站局部放电定位方法,其特征在于,所述的步骤4中,数据处理和分析单元(4)采用小波分析方法对采集到的波形信号进行降噪;
信号 的连续小波变换为 ,其中: 为尺度因
子; 分别为平移因子与时间变量,均为连续变量; 为母小波, 为其复共轭;选取多贝西紧支集正交小波作为母小波,对信号进行8层小波变换,并采用分段处理思想动态选择信号中的噪声段阈值,将其作为信号小波去噪的阈值,可有效去除信号中的背景噪声。
引用专利(该专利引用了哪些专利)
序号 | 公开(公告)号 | 公开(公告)日 | 申请日 | 专利名称 | 申请人 |
1
| | 暂无 |
2004-08-06
| | |
2
| | 暂无 |
2012-10-19
| | |
3
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2009-11-18
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2009-05-21
| | |
4
| |
2012-05-09
|
2011-11-01
| | |
5
| | 暂无 |
2010-12-23
| | |
6
| | 暂无 |
1994-06-23
| | |
7
| | 暂无 |
2011-06-21
| | |
被引用专利(该专利被哪些专利引用)
序号 | 公开(公告)号 | 公开(公告)日 | 申请日 | 专利名称 | 申请人 | 1 | | 2014-06-18 | 2014-06-18 | | |
2 | | 2014-01-15 | 2014-01-15 | | |
3 | | 2014-05-15 | 2014-05-15 | | |
4 | | 2014-12-02 | 2014-12-02 | | |
5 | | 2016-06-15 | 2016-06-15 | | |
6 | | 2015-10-22 | 2015-10-22 | | |
7 | | 2014-03-25 | 2014-03-25 | | |
8 | | 2014-05-15 | 2014-05-15 | | |
9 | | 2014-03-17 | 2014-03-17 | | |
10 | | 2014-03-17 | 2014-03-17 | | |
11 | | 2015-10-22 | 2015-10-22 | | |
12 | | 2014-08-13 | 2014-08-13 | | |