[发明专利]用于通过部分放电分析监视电力传输系统的装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于通过部分放电分析监视电力传输系统，具体地中/高电压电力传输系统的装置和方法。

背景技术

从发电厂的电力传输通常通过可以在空中（高架）、地面或水下的中/高电压电力传输系统执行。

电力传输系统可以包括用于空中电力系统的电导体（可以是空中（高架）导体、绝缘地面导体或绝缘水下导体）、枢纽站、终端和/或绝缘体。

根据IEC60270的部分放电（PD）是在导体之间部分地桥接绝缘的局部放电并且在导体附近可能或不可能出现。部分放电一般是在绝缘中或在绝缘的表面上的局部电应力集中的结果。一般地，这样的放电表现为具有比1μs小得多的持续时间的脉冲。因为想要绝缘，例如包围导体的绝缘层或用于空中电力系统的绝缘体。

部分放电通常开始于固体电介质之内的空位、裂缝或包含物之内、固体或液体电介质之内的导体-电介质界面处、或液体电介质之内的气泡中。部分放电还可能沿着不同的绝缘材料之间的边界出现。

部分放电不引起电绝缘系统的立即故障，而是它的渐进的退化，最终导致电损坏。

重要的是检测和监视电力传输系统中的部分放电以便保证系统的可靠的、长期运行、预测可能导致电力供应服务的中断的可能的故障、以及在生成部分放电活动的组件的故障之前调度它的合适的现场检查和/或改变。

检测和估计电力传输系统中的部分放电的技术在本领域中是已知的。

WO2009/013638公开了一种用于监视利用直流电压（DC）供电的电气装置中的部分放电的活动的方法。该方法包括以预定时间间隔连续重复的以下步骤：测量模拟电信号并且生成表示部分放电脉冲的波形的对应数字信号；对于所述数字信号的每一个导出T-W（等效时间和带宽）参数和幅度参数；通过模糊逻辑分类器将测量的数据集分离成相对于形状参数同类的子集；使具有相似的T-W参数的值并且在连续步骤中测量的信号的子集相互关联；选择对于其幅度参数具有预定的随时间的曲线图的相互关联的子集并且将所述子集的信号归结于部分放电活动。

WO2009/013639公开了一种用于检测、识别和定位沿着电气装置出现在放电地点的部分放电的方法，包括以下步骤：在检测台中检测电信号；将每个检测到的信号归结于相位参数的值；对于每一个信号导出T-W（等效时间和带宽）参数和幅度参数；通过模糊逻辑分类器将检测的信号集分离成相对于T-W参数同类的子集；识别与部分放电有关的子集并且将它们编目录；在沿着装置放置的多个检测台中重复上述步骤；使在不同的检测台中检测并且类似地编目录的信号的子集相互关联；从相互关联的子集当中选择作为幅度和T-W参数的函数的子集并且将与所述子集有关的部分放电定位在选择的子集的检测台处。

US2009/011935公开了一种分析从一组电气机器收集的部分放电数据的方法。具体地，该方法包括：收集PD数据；形成W-T分类图；根据预定的规则形成PD数据的群；根据预定的规则将每个群排序到脉冲类别中；从脉冲类别生成子图案；确定收集的PD数据的脉冲特性；将所考虑的电气机器的Qmax级别与其它电气机器的Qmax级别相比较（其中Qmax是最大部分放电电荷）；将所考虑的电气机器中的PD电平作为时间函数趋势化；确定并且实现操作员通知准则；确定并且隔离所考虑的电气机器内部的PD源；确定作为操作数据参数的函数的PD电平。

申请人注意到，一般说来，上述引用的文献公开的技术基于概率/统计分析和/或模糊分类算法。这些技术是复杂的并且昂贵的。

此外，不管它们可以多改进，这些技术仍然是不准确的，因为在分析下的电力传输系统（例如，电导体、枢纽站和/或终端）对与它们的结构和功能有关的不可预测的现象（例如，可能的制造缺陷、在铺设操作期间出现的损害、在日夜之间、在一年的各个季节之间、在工作日和非工作日之间传输的电流的变化、由于不可预见的事件引起的传输的电流的突然的变化、以及类似情况）并且对外部环境（例如，可能的自然现象、道路工程以及类似情况）敏感，这些现象可能改变概率/统计分析的结果。

发明内容

申请人面对提供可靠的同时比本领域中已知的技术更简单且更便宜的、用于自动地检测和估计电力传输系统中的部分放电的方法和装置的技术问题。

如下面更详细地公开的，申请人发现此问题可以通过基于在监视装置的不同的设置下对电力传输系统的组件重复多个获取/评估操作的技术来解决，所述不同的设置对应于可以影响电脉冲估计的不同的情况（例如，外部因素）。然后将从多个操作的每次执行收集的数据组织为在某个时间的电力传输系统的组件的电状态的指纹。