[发明专利]变电站缺陷设备快速检测装置及检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力系统高电压与绝缘技术，特别是涉及一种变电站缺陷电力设备快速检测装置及其检测方法。 

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放电监测和诊断，及时发现放电信号，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。 

缺陷放电可通过超声波、电气参数常量和特高频电磁波等多种方法检测，这些方法都可用来定位。特高频电磁波法是放电检测的一种新方法，该方法通过特高频全向传感器接收电力设备内发生放电时辐射的电磁波中的特高频段信号来检测放电。特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，可以用来计算放电源在变电站中的平面位置，从而确定可能存在缺陷的设备。 

国内外现有的对电力设备的绝缘缺陷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。这种监测方法存在以下缺陷： 

1)变电站中的任何高压电力设备均可能会产生放电故障，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放电监测装置，这需要耗费大量的时间、财力进行设备采购和安装； 

2)测试时需携带多套不同类型仪器，操作不便； 

3)众多监测装置的维护和管理需耗费大量的时间和人力。 

因此，目前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的要求。 

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种变电站缺陷电力设备快速检测装置。 

本发明提供的变电站缺陷电力设备快速检测装置，由特高频全向传感器接收放大模块、超高速数据采样单元及数据处理单元和分析单元组成，所述特高频全向传感器接收放大模块为四个全向宽带天线及其前置宽带放大器的集成体，所述特高频全向传感器接收待测变电站电力设备缺陷放电所产生的电磁波，经所述前置宽带放大器放大和滤波处理后由所述超高速数据采集单元同步采集； 

所述数据处理单元对四路信号进行数据处理单元，重点是计算四路信号的时延，从而计算出放电源在变电站的平面位置。 

优选地，所述前置宽带放大器的带宽为1GHz，增益为40dB。 

优选地，所述超高速数据采样单元为>3Gsps的数据采集卡。 

优选地，所述数据处理单元为工业控制计算机。 

本发明同时提供了一种利用上述技术方案中任一所述的变电站缺陷电力设备快速检测装置进行放电源检测的方法，包括步骤一多路电波信号同步采集、步骤二采用双谱估计算法确定两路电波信号的时延以及步骤三利用时延计算放电源点的平面位置； 

步骤一多路电波信号同步采集 

将所述变电站缺陷电力设备快速检测装置在待测的变电站某一位置放置后，所述检测装置启动后，所述多通道特高频全向传感器接收变电站缺陷电 力设备因放电产生的电磁波信号，经所述前置宽带放大器放大和滤波处理后由所述超高速数据采集单元进行同步采集，送所述数据处理单元对多路信号进行数据处理单元； 

步骤二采用双谱估计算法确定两路电波信号的时延 

通过信号的数字采集系统同时采集到的两路信号分别为离散序列{x1(n)}和{x2(n)}，结合高阶累积量理论，利用参数双谱时延估计算法的计算机数值实现方法，计算子步骤如下 

子步骤1：同常规计算方法，将观测到的信号数据样本分为K段，每段包含M个观测样本，分别记作其中k＝1,2,…,k，i＝1,2，相邻两段数据之间可以有重合； 

子步骤2：计算每段信号的自三阶累积量和互三阶累积量：