[发明专利]变压器局部放电定位系统及其定位方法

说明书

技术领域

本发明属于变压器放电监测技术领域，尤其涉及一种变压器局部放电定位系统及其定位方法。

背景技术

电力变压器是电力系统的关键设备之一，其运行可靠性直接影响着整个系统的安全与稳定。据不完全统计，在已有记录的事故中，由变压器故障所引起的事故占了很大的比例，而局部放电是导致电力变压器故障的主要原因之一，也是绝缘劣化的重要征兆和表现形式，因此对局部放电的深入研究已经逐渐成为广大科研工作者的重要课题。

现有的变压器局部放电检测方法大多以发生局部放电时产生的电脉冲、电磁辐射、光、超声波等现象为依据，相应的定位方法包括电气定位法、超高频电磁波定位法、光定位法和超声波定位法等。

电气定位法通过检测阻抗检测套管末屏接地线等位置由于局放引起的脉冲电流，获得视在放电量，该方法比较成熟，国际电工委员会（IEC）专门制定了相应的规程，但由于该方法确定的是局部放电发生的电气位置而非空间位置，且易受干扰，实际中很少采用。

超高频电磁波定位法通过检测变压器局部放电的超高频电磁波信号来获得局部放电信息，并利用时延关系实现定位。通常，为了得到更加精确的结果，现场测试时选择将超高频传感器内置，造成设备安装不方便。

光定位法通过检测并提取局部放电超声信号传播到光纤上时，光纤的形变情况对局部放电进行定位。由于光信号不受电磁干扰，具有很高的灵敏度，因此可以方便地确定局放源的位置。但由于变压器结构复杂，如何埋设光纤是目前的一大难点，而且光纤传感器的分辨率也不能满足工程需要。

超声波定位法根据局部放电时产生的超声波传播的方向和时间来确定局放源的方位，包括“电-声”法和“声-声”法两大类。“电-声”法利用放电脉冲信号作为基准，获取超声波的传播时间，进而得出放电源与传感器的距离，但其仅获得空间距离，对于定位还需其他方法辅助。“声-声”法根据多个超声传感器和放电源的距离，经各种方法确定局放源的具体位置，但由于超声波在变压器内部的传播很复杂，且衰减严重，导致检测系统灵敏度不高，定位误差较大，甚至出现错误。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种变压器局部放电定位系统及其定位方法，用于解决现有的变压器局部放电定位方法存在的问题。

为了实现上述目的，本发明提出的技术方案是，一种变压器局部放电定位系统，其特征是所述定位系统包括：超高频传感器、检波放大器、超声波传感器阵列单元、滤波放大器、多通道同步数据采集器和数据处理器；

所述超高频传感器和检波放大器相连；

所述超声波传感器阵列单元由多个布设在同一平面的超声波传感器组成，每个超声波传感器分别与滤波放大器相连；

所述检波放大器和滤波放大器分别与多通道同步数据采集器相连；

所述多通道同步数据采集器和数据处理器相连；

所述超高频传感器用于检测变压器发生局部放电时产生的超高频电磁信号，并将检测到的超高频电磁信号发送至检波放大器；

所述检波放大器用于接收超高频传感器发送的超高频电磁信号，并对超高频电磁信号进行检波后发送至多通道同步数据采集器；

所述超声波传感器用于检测变压器发生局部放电时产生的超声波信号，并将检测到的超声波信号发送至滤波放大器；

所述滤波放大器用于接收超声波传感器发送的超声波信号，并对超声波信号进行滤波后发送至多通道同步数据采集器；

所述多通道同步数据采集器用于接收检波放大器发送的检波后的超高频电磁信号以及滤波放大器发送的滤波后的超声波信号，并将接收的检波后的超高频电磁信号和滤波后的超声波信号发送至数据处理器；

所述数据处理器用于接收并存储多通道同步数据采集器发送的检波后的超高频电磁信号和滤波后的超声波信号，并根据检波后的超高频电磁信号和滤波后的超声波信号，对变压器局部放电源进行定位。

所述超声波传感器阵列单元的相邻两个超声波传感器的距离是超声波在变压器油中波长的一半。

所述检波放大器对超高频电磁信号进行检波包括检波放大器先将接收的超高频电磁信号转换为低频电磁信号，再将转换后的低频电磁信号进行放大。

所述滤波放大器对超声波信号进行滤波包括滤波放大器先对接收的超声波信号进行滤波处理，滤除干扰信号，再将滤波处理后的超声波信号进行放大。

所述数据处理器采用计算机、笔记本或者平板电脑。

一种变压器局部放电定位方法，其特征是所述定位方法包括：