[发明专利]移动式变电站电力设备局部放电检测装置和定位方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力系统高电压与绝缘技术，特别是一种移动式变电站电力设备局部放电检测装置和定位方法。

背景技术

绝缘故障是电力设备在运行中最主要的可能故障之一，电力设备发生绝缘故障前，一般都会有一个逐渐发展的局部放电过程，最终导致绝缘击穿。如果在这个过程能够对运行设备进行局部放电监测和诊断，及时发现局部放电信号，提前对缺陷进行处理，就能有效避免绝缘击穿故障的发生。对局部放电位置的定位，也有助于制定更有针对性的检修处理方案，减少停电时间，提高检修效率。

局部放电可通过超声波、电气参数常量和超高频电磁波等多种方法检测。这些方法都可用来做局放定位。超高频(UHF)电磁波法是局部放电检测的一种新方法，该方法通过UHF天线传感器接收当电力设备内发生局部放电过程辐射的电磁波中的超高频段(300～3000MHz)信号来检测局部放电。超高频电磁波检测的优点为：检测频段较高，可以有效地避开常规局部放电测量中的电晕、开关操作等多种电气干扰；检测频带宽，所以其检测灵敏度很高，且电磁波在空气中的传播速度近似光速，可以用来计算局放的放电位置。

国内外现有的对电力设备的局部放电进行监测及定位的方法基本都是针对单个变电站设备(GIS、变压器、容性设备等)的局部放电进行检测，并依据采集到的声信号和电信号进行定位。这种监测思路存在以下缺陷：变电站中的任何高压电力设备均可能会发生局部放电故障，要想对全站的一次电气设备实施监测，就需要在每一个设备上都安装局部放电监测装置，这需要耗费大量的时间，财力进行设备采购，安装；测试时需携带多套不同类型仪器，操作不便；众多监测装置的维护和管理也需耗费大量的时间和人力。这种监测形式难以适应今后智能变电站远程管理及少人值守。

发明内容

本发明的目的在于改变以往对单个设备安装在线监测装置的常规做法，提供一种移动式变电站电力设备局部放电检测装置和定位方法，该装置和方法能对变电站内所有设备进行全方位的局部放电检测和定位，大大降低了变电站设备局部放电检测的成本，有助于巡检变电站设备时提前发现缺陷，减少停电事故的发生，从而提高变电站的智能化水平。具有对待测变电站全站局部放电的检测和定位快、成本低，效率高的特点。

本发明的技术解决方案如下：

一种移动式变电站全站电力设备的局部放电检测装置，特点在于该装置安装在移动设备上，该装置由天线矩阵、超高速数据采样单元和数据处理单元构成，所述的天线矩阵是带宽为200M-2GHz的4通道UHF超高频全向天线接收放大模块，每个通道的采样频率＞5G sps；所述的UHF超高频全向天线接收放大模块是4个全向高增益天线及其前置宽带放大器的集成体，所述的前置宽带放大器的带宽为2GHz，增益为30dB，所述的UHF天线接收待测全变电站电力设备局部放电所产生的超高频电磁波，经所述的前置宽带放大器放大和滤波处理后由所述的超高速数据采集单元同步采集，送所述的数据处理单元对四路信号进行数据处理，在显示屏上显示局部放电源所述的数据处理单元为便携式电脑。

所述的移动设备为汽车或其他运动载物台。

所述的超高速数据采样单元为＞5Gsps的高速示波器。

利用所述的移动式变电站全站电力设备的局部放电检测装置进行局部放电检测定位方法，该方法包括下列步骤：

①所述的四路超高频信号同步采集：

将所述的移动式变电站全站电力设备的局部放电检测装置置于所述的移动设备上，在待测的变电站周围某一位置停下后，所述的移动式变电站全站电力设备的局部放电检测装置启动后，所述的四通道UHF天线接收变电站全站电力设备因局部放电产生的超高频电磁波信号，经所述的前置宽带放大器放大和滤波处理后由所述的超高速数据采集单元进行同步采集，送所述的数据处理单元对四路信号进行数据处理；

②、确定信号起始时刻

各路信号累积能量X的计算公式为其中为信号波形上第k个点的电压值；j为每路波形记录的点数，当局部放电发生时，放电源将辐射出一个脉冲，该脉冲的幅值远大于背景噪声，经过能量积累，局部放电起始点将在信号累积能量图上对应为一个拐点，dt1、dt2、dt3、dt4为对应曲线的拐点时刻，即超高频电磁波传播至传感器的时刻；

③、利用时延计算放电源点的位置：

拐点对应的时刻是超高频信号的起始时刻，因此信号到达的时间差分别为：

ΔT₂＝dt2-dt1

ΔT₃＝dt3-dt1                (1)