[发明专利]局部放电超高频脉冲信号的相角测量方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及电力设备局部放电诊断领域，具体涉及局部放电超高频脉冲信号的相角测量方法及装置。

背景技术

局部放电检测作为电力设备绝缘诊断的重要手段，因其能及时有效地反映电力系统电气设备的绝缘状况，正为电力部门所普及。目前应用较多的主要是基于电量的局部放电检测方法，检测信号按照频带可分为500KHz以下宽带或者窄带信号，10MHz以下的高频(High frequency-HF)信号,200MHz以下的甚高频（Very High Frequency-VHF）信号和3GHz以下超高频（Ultra High Frequency-UHF）信号。采集的局部放电信号主要通过两种方式进行分析，即基于PRPD（Phase Resolved Partial Discharge，相位的分析模式）和基于TRPD（Time Resolved Partial Discharge，时间的分析模式）。前者以局部放电发生的工频相位（0-360°）、放电量幅值q和放电次数n等检测量为依据进行统计学等方式的分析；后者则分析局部放电所检测到的放电波形及时间信息，因为系统存储空间及信息处理速度的原因，这样的系统一般不含相位信息。但是如果TRPD分析模式下的局部放电检测系统，同时能够分析局部放电的相位分布信息则可更加全面地对所检测的局部放电进行诊断。

对于所检测局部放电脉冲所在检测试品所加工频电压信号的相位角的计算，不同系统有不同的方法。

运行于PRPD模式下的局部检测系统一般以工频信号过零点为起点连续采样规定工频周期长度的信号，系统通过高通和低通滤波将检测阻抗耦合的信号分离为工频信号和局放信号。因为该模式下的工频信号和局放信号为同源信号，且利用工频过零点进行了采样同步与时间标定，局放信号的相位可自然标定。

而运行于TRPD模式下局放检测系统，一般仅采样局部放电超高频脉冲信号，因仅含有局部放电脉冲的时间信息，不包含工频信号信息，故不能直接标定局部放电信号的相位。要实现局部放电脉冲的相位标定，也可参考PRPD的信号处理模式，通过连续采样规定工频周期的信号实现，一种方法就是采用两套系统分别高速采样局部放电超高频脉冲信号和低速采样工频电压信号，同时标记高速系统和低速采样系统的采样时间，通过系统自身的对时来同步高低速采样系统，从而计算局部放电脉冲在工频信号中的相角位置。

缺陷：采用连续采样的方式计算局部放电脉冲的相角，因为TRPD模式分析放电波形频率分布信息的需要，采样率很高，连续采样对采样系统板上存储空间和处理器主频的要求都非常高，以致系统的成本也会非常高；采用GPS对时的方式计算局部放电脉冲相角，需要增加额外的GPS模块；采用高低速采样系统集成的方式除了采样分析局放脉冲波形的高速采样系统之外，还需要额外的低速采样系统。而且两个系统自身的同步因为采样率相差太远，实现起来有一定的难度，且实现成本高。

发明内容

本发明的目的在于提出一种简易的局部放电信号与工频信号的相角的测量方法和装置，可以降低局部放电诊断的成本。

为实现上述目的采用的方案是：

局部放电超高频脉冲信号的相角测量方法，包括步骤：

在工频信号上升沿的每个过零点时刻同步输出频率特性固定的超高频信号；

利用脉冲触发方式采样局部放电超高频信号及上述输出的频率特性固定的超高频信号；

记录每次采样时的瞬时时刻以及采样的设备超高频信号波形；

根据记录的超高频信号波形提取出超高频信号的时频参数；

根据所述时频参数分离出所述频率特性固定的高频信号；

根据所采样的各个局部放电超高频信号的采样时刻，以及与当前采样的局部放电超高频信号相邻的、频率特性固定的超高频信号的采样时刻，计算局部放电超高频脉冲信号的相角。

本发明方法通过在工频信号上升沿过零点时刻同步输出频率特性固定的超高频信号；该频率特性固定的超高频脉冲信号占整个时间轴的比例很小，利用脉冲触发方式采样超高频信号，这样可以达到连续采集脉冲并实时处理的要求；在采样时记录采样时的时刻和信号波形；然后根据记录的信号波形提取出时频参数；再根据时频参数分离出该频率特性固定的超高频信号；然后根据所采样的局部放电超高频脉冲信号与频率特性固定的超高频脉冲信号的采样时刻即可计算出局部放电超高频脉冲信号的相角，进而完成后续的局部放电诊断。本发明不需要额外增加GPS模块或者配备高低速的双系统，只需通过与工频信号同步的频率特性固定的超高频信号的自主对时，即可实现局部放电超高频脉冲相角的计算，实现简单，降低了局部放电检测的成本。