基于時(shí)延誤差隨機(jī)模擬與統(tǒng)計(jì)分析的局部放電定位方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供了一種基于時(shí)延誤差隨機(jī)模擬與統(tǒng)計(jì)分析的局部放電定位方法，包括如下步驟：步驟一，基于四元特高頻天線陣列接收到的一組波形，利用廣義互相關(guān)算法，得到定位所需的四個(gè)時(shí)延；步驟二，以上述時(shí)延為基點(diǎn)，設(shè)定時(shí)延誤差范圍，在該范圍內(nèi)隨機(jī)仿真出n組時(shí)延，隨機(jī)函數(shù)采用正態(tài)分布，中心采用步驟一計(jì)算所得時(shí)延；步驟三，利用上述n組時(shí)延計(jì)算放電源二維定位信息，得到方向角分布圖；步驟四，依據(jù)統(tǒng)計(jì)分析方法，取角度分布概率最大的角度為定位角度；步驟五，以定位角度為中心展開(kāi)一個(gè)搜索區(qū)域，進(jìn)行網(wǎng)格搜索，計(jì)算放電源定位角度和徑向距離。本發(fā)明基于時(shí)延誤差隨機(jī)模擬與統(tǒng)計(jì)分析的局部放電定位方法，能夠提高局部放電定位的準(zhǔn)確性。
【專(zhuān)利說(shuō)明】基于時(shí)延誤差隨機(jī)模擬與統(tǒng)計(jì)分析的局部放電定位方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)高電壓與絕緣技術(shù)，特別是一種基于時(shí)延誤差隨機(jī)模擬與統(tǒng)計(jì)分析的局部放電定位方法。
【背景技術(shù)】
[0002]絕緣故障是電力設(shè)備在運(yùn)行中最主要的可能故障之一，電力設(shè)備發(fā)生絕緣故障前，一般都會(huì)有一個(gè)逐漸發(fā)展的局部放電過(guò)程，最終導(dǎo)致絕緣擊穿。如果在這個(gè)過(guò)程能夠?qū)\(yùn)行設(shè)備進(jìn)行局部放電監(jiān)測(cè)和診斷，及時(shí)發(fā)現(xiàn)局部放電信號(hào)，提前對(duì)缺陷進(jìn)行處理，就能有效避免絕緣擊穿故障的發(fā)生。對(duì)局部放電位置的定位，也有助于制定更有針對(duì)性的檢修處理方案，減少停電時(shí)間，提高檢修效率。局部放電是導(dǎo)致電力變壓器絕緣劣化和引起電力系統(tǒng)事故的重要原因，因此局部放電現(xiàn)象的檢測(cè)和定位是非常重要的。在確定變壓器內(nèi)部存在局部放電后，快速準(zhǔn)確地對(duì)局放源定位，這對(duì)于迅速排除故障、保障電力系統(tǒng)正常運(yùn)行具有重要意義。
[0003]局部放電可通過(guò)超聲波、電氣參數(shù)常量和特高頻電磁波等多種方法檢測(cè)。這些方法都可用來(lái)做局放定位。特高頻(UHF)電磁波法是局部放電檢測(cè)的一種新方法，該方法通過(guò)UHF傳感器天線接收局部放電發(fā)生過(guò)程中輻射的特高頻電磁波(300~3000MHz)信號(hào)來(lái)檢測(cè)局部放電。特高頻法的優(yōu)點(diǎn)為:檢測(cè)頻段較高，可以有效地避開(kāi)常規(guī)局部放電測(cè)量中的電暈、開(kāi)關(guān)操作等多種電氣干擾；檢測(cè)頻帶寬，所以其檢測(cè)靈敏度很高，且已知電磁波在空氣中的傳播速度近似光速，可以利用天線位置和信號(hào)間的時(shí)差來(lái)計(jì)算局部放電的位置。
[0004]在變壓器局部放電特高頻定位的多傳感器時(shí)間差測(cè)量中存在誤差，在使用牛頓迭代解時(shí)間差方程組時(shí)，可能會(huì)出現(xiàn)震蕩不收斂和局部收斂的情況，這往往影響時(shí)間差方程組解的準(zhǔn)確性。
[0005]利用全向天線陣列采集放電源發(fā)出的電磁波信號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)放電源的定位。在變電站以平面矩形排列方式放置一 4元特高頻(UHF)天線陣列，定位模型采用平面雙曲線定位模型。假設(shè)4個(gè)天線坐標(biāo)分別(X1, Y1)、(x2, y2)、(x3, y3)、(x4，y4)，對(duì)于二維平面上任意一點(diǎn)放電源P(x，y)的局部放電，電磁波到達(dá)4個(gè)天線存在時(shí)間差tijQ, j=l,2,3,4),如下式Cl):
[0006]tjj = tj-tj....................................(I)
[0007]式中\(zhòng)表示電磁波從放電源到達(dá)第i個(gè)天線所需的傳播時(shí)間，由空間幾何分析，可知如下式(2):
【權(quán)利要求】
1.一種基于時(shí)延誤差隨機(jī)模擬與統(tǒng)計(jì)分析的局部放電定位方法，其特征在于，包括如下步驟: 步驟一，基于四元特高頻天線陣列接收到的一組波形，利用廣義互相關(guān)算法，得到定位所需的四個(gè)時(shí)延； 步驟二，以上述時(shí)延為基點(diǎn)，設(shè)定時(shí)延誤差范圍，在該范圍內(nèi)隨機(jī)仿真出η組時(shí)延，隨機(jī)函數(shù)采用正態(tài)分布，中心采用步驟一計(jì)算所得時(shí)延，η大于200 ； 步驟三，利用上述η組時(shí)延計(jì)算放電源二維定位信息，得到方向角分布圖； 步驟四，依據(jù)統(tǒng)計(jì)分析方法，取角度分布概率最大的角度為定位角度； 步驟五，以定位角度為中心展開(kāi)一個(gè)搜索區(qū)域，進(jìn)行網(wǎng)格搜索，計(jì)算放電源定位角度和徑向距離。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于時(shí)延誤差隨機(jī)模擬與統(tǒng)計(jì)分析的局部放電定位方法，其特征在于，所述步驟二采用正態(tài)分布隨機(jī)數(shù)生成函數(shù)模擬時(shí)延誤差。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于時(shí)延誤差隨機(jī)模擬與統(tǒng)計(jì)分析的局部放電定位方法，其特征在于，所述步驟三、步驟四都采用統(tǒng)計(jì)法得到局部放電源的方向角。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于時(shí)延誤差隨機(jī)模擬與統(tǒng)計(jì)分析的局部放電定位方法，其特征在于，所述步驟五采網(wǎng)格搜索法最終定位放電源位置。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于時(shí)延誤差隨機(jī)模擬與統(tǒng)計(jì)分析的局部放電定位方法，其特征在于，所述搜索區(qū)域的角度為4度、高度為20m、長(zhǎng)度為20m。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于時(shí)延誤差隨機(jī)模擬與統(tǒng)計(jì)分析的局部放電定位方法，其特征在于，所述三維搜索過(guò)程中的角度間隔為0.10度，高度、距離間隔都為0.lm，時(shí)延隨機(jī)誤差的上限根據(jù)系統(tǒng)的最高采樣率決定，為最小采樣間隔的1/5。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于時(shí)延誤差隨機(jī)模擬與統(tǒng)計(jì)分析的局部放電定位方法，其特征在于，所述步驟一、步驟二、步驟三在最大時(shí)延誤差水平下，基于統(tǒng)計(jì)法的定位算法把角度偏差控制在3度以下。
【文檔編號(hào)】G01R31/12GK103913680SQ201410098319
【公開(kāi)日】2014年7月9日 申請(qǐng)日期:2014年3月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月17日
【發(fā)明者】胡岳, 汪劍文, 湯林, 江秀臣, 曹靈鈺 申請(qǐng)人:上海交通大學(xué)