[发明专利]变电站局部放电信号检测和定位系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种信号检测和定位的系统及方法，尤其涉及一种对局部放电信号进行检测和定位的系统及方法。

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。同时，对局部放电位置的定位，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、电气参数常量和特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。特高频(UHF)电磁波法是局部放电检测的一种新方法，该方法通过特高频天线传感器接收电力设备内局部放电过程所辐射的电磁波中的特高频段(300～3000MHz)信号来检测局部放电。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检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

本发明的目的在于提供一种变电站局部放电信号检测和定位系统，其能够对变电站全站范围内的设备实施局部放电信号检测和定位。

本发明的另一目的在于提供一种变电站局部放电信号检测和定位方法，该方法同样具有上述功能。

为了实现上述目的，本发明提出了一种变电站局部放电信号检测和定位系统，用于检测变电站设备放电点产生的局部放电所激发的特高频电磁波，并对所述放电点进行定位，其包括：

四个特高频全向天线接收放大模块，其中每个特高频全向天线接收放大模块均包括特高频全向天线和与其连接的前置宽带放大器，其中所述特高频全向天线接收所述局部放电激发的特高频电磁波，并由所述前置宽带放大器对其进行放大和滤波后输出四路信号；

具有至少四路输入的超高速数据采集单元，其四路输入与所述四个特高频全向天线接收放大模块的前置宽带放大器的输出分别对应连接，以分别采集所述四路信号，并将该四路信号转换为相应的四路数据输出；

数据处理和分析单元，其与所述超高速数据采集单元连接，接收其输出的四路数据并对该四路数据进行处理和分析，包括步骤：

(1)对所述四路数据进行处理和分析，得到所述局部放电激发的特高频电磁波到达所述四个特高频全向天线接收放大模块的特高频全向天线的四个时刻对应的四个起始时刻dt1、dt2、dt3和dt4；

(2)建立三维空间坐标系，设所述四个特高频全向天线接收放大模块的特高频全向天线的坐标分别为已知的(x₁,y₁,z₁)、(x₂,y₂,z₂)、(x₃,y₃,z₃)和(x₄,y₄,z₄)，放电点坐标为(x,y,z)，放电点到所述四个特高频全向天线接收放大模块的特高频全向天线的距离分别为d₁、d₂、d₃和d₄，基于所述四个起始时刻dt1、dt2、dt3和dt4列出关于所述放电点坐标(x,y,z)的方程组：

d₂-d₁＝vΔT₂

d₃-d₁＝vΔT₃

d₄-d₁＝vΔT₄