[发明专利]一种固态变压器局部放电在线监测方法

说明书

技术领域

本发明属于固态变压器检测技术范围，特别涉及一种固态变压器局部放电在线监测方法。

背景技术

固态变压器(Solid State Transformer)又称电力电子变压器是一种新型智能输变电装备，它可以实现电能的灵活传输，提高了系统稳定性与供电可靠性。固态变压器绝缘的好坏是影响整个智能电网的安全可靠稳定运行，在固态变压器的研究实验中发现，大部分固态变压器的故障是由于其绝缘发生劣化引起的。在过去，我国对于以往的电力变压器广泛使用的预防性试验，传统的方法是采取定期停电的手段，属于离线检测。然而，由于固态变压器是运行在智能配电网中的设备，对系统稳定性有新的要求，原来的离线试验方法不能适应实际需要。因此研究固态变压器在线监测技术，可及时对固态变压器进行合理分析，再在智能维护、检修设备手段的配合下，对保证配电网的稳定可靠智能运行具有重要意义。

在最近的固态变压器的研究中，已经从实现灵活变换传输功能转变到满足其安全稳定运行状态方面。为了研究固态变压器的稳定及安全性能，业内在固态变压器在线监测技术上有了一定的探索，主要的方法有：直流分量法、直流叠加法、局部放电法及低频叠加法等。经过广泛研究，局部放电法在在线监测上有相对的优势。由于固态变压器属于高频电力变压器的范畴，其激励的PWM脉冲波形具有上升时间短暂、幅值大、频率高的特点，且其结构较工频变压器更紧凑，匝数比更大，因为匝间电压更高，会造成更多额局部放电脉冲的持续冲击和空间电场的畸变，容易导致绝缘在高频脉冲下迅速失效。由于其电源电压和传统工频的区别，导致对其在线监测技术的难度。国内外不少学者、专家和研究单位对固态变压器的检测技术不断地推进创新，但是实际投入运行的在线监测方法还很少。因此，有必要研究并开发一种固态变压器局部放电在线监测方法，以满足固态变压器在智能配电网中灵活作用的要求，提前给固态变压器绝缘劣化的预警信息，以便防患于未然，提前对缺陷固态变压器进行智能处理，避免导致故障发生。

发明内容

本发明的目的是提出了一种固态变压器局部放电在线监测方法，其特征在于，包括下列步骤：

1)数据采集，通过宽带电流传感器获取相应的固态变压器的接地线上实时泄露电流和电源触发信号；

2)数据汇总，将上述的实时电流信号通过50Ω同轴电缆汇总到宽频带数字示波器；

3)数据传输，宽频带数字示波器将获取的实时电流信号离散化成数字信号，通过USB协议传输至处理计算机；

4)数据处理，处理计算机将从示波器获取的实时电流信号数据进行在线滤波处理，获得局部放电信号；

5)数据存储，将经过处理计算机处理的实时局部放电信号保存在数据库中，形成局部放电历史电流数据；

6)数据分析，通过局部放电信号分析系统对上述的局部放电历史电流数据进行分析，提取特征参数，形成供绝缘判断和监控分析的特征图谱。

所述步骤4)的数据处理步骤如下：

401.处理计算机对调取的所述实时电流信号进行EMD滤波处理；

402.处理计算机将步骤401中得到的滤波后信号进行取绝对值处理；

403.处理计算机将步骤402中所获得的绝对值数据通过阈值上限的设定祛除白噪音；

404.处理计算机将步骤403中所获得的震荡数据通过常规开窗方法处理，获得有效脉冲局部放电信号。

所述特征参数包括窄带局放信号、最大放电量、平均放电量和放电次数，其中：

所述窄带局放信号为在某窄带频率下有效局放信号的峰值；

所述最大放电量为单正弦电源信号触发周期内局放脉冲幅值的最大值；

所述平均放电量为单正弦电源信号触发周期内局放脉冲幅值的平均值；

所述放电次数为单正弦电源信号触发周期内放电次数。

所述特征图谱包括：

最大放电量相位分布图谱，表示分布在整个相位区间内各部分的最大放电量；

平均放电量相位分布图谱，表示分布在整个相位区间内各部分的平均放电量；

放电幅值分布图谱，表示对不同幅值的放电次数的统计；

放电次数相位分布图谱，表示分布在整个相位区间内各部分的放电次数；

φ-Q-N图谱，表示放电量、放电次数与放电相位之间的关系。