[发明专利]一种两段式变电站局部放电信号定位方法及系统

说明书

本发明公开了一种两段式变电站局部放电信号定位方法，其包括步骤：(1)构建模拟局部放电信号强度分布特性矩阵Ψ；(2)对模拟局部放电信号强度分布特性矩阵中的模拟局部放电强度特性向量进行聚类，得到C个类；(3)当局部放电实际发生时，采用n个特高频传感器采集局部放电信号并获得对应的实测局部放电强度特性向量；(4)对局部放电信号进行初步定位，以缩小定位范围；(5)在被缩小的范围内，采用压缩感知算法对局部放电信号进行精确定位。此外，本发明还公开了一种两段式变电站局部放电信号定位系统。所述的定位方法及系统具有测量难度低，对于设备硬件的要求小，定位精度高的优点，并且保证高定位精度的同时，有效降低电力设备成本。

技术领域

本发明涉及一种定位方法及系统，尤其涉及用于局部放电信号的定位方法及系统。

背景技术

可靠性是电力系统的基本要求。但是，电力系统在运行过程中难免会产生一些故障，尤其在电压等级较高的变电站中，由于电力设备的缺陷以及一些外部原因，设备的绝缘性能可能会下降，然后在高电压的作用下，就会造成绝缘击穿，进而产生严重的后果。因此，对变电站电力设备的绝缘性能进行监测是非常重要的，而电力设备绝缘性能的下降往往表现为局部放电的发生，所以有效的局部放电定位可以快速、准确地找出变电站中电力设备的绝缘缺陷，提高检修效率，避免重大事故的发生，是电力系统安全、可靠的有力保证。

由于局部放电发生时会产生信号例如热、光、超声波和特高频(Ultra-highfrequency，简称UHF)电磁波信号，由此发展出了多种针对变电站电力设备的局部放电位置定位的方法，其中，通常采用的定位方法包括超声波法以及特高频法。

针对超声波信号定位的超声法，其定位精度较高，但是由于超声波信号衰减较快，因此，该方法在测量时较为困难。而针对特高频电磁波信号定位的特高频法，由于特高频电磁波具有良好的抗干扰性、稳定性、灵敏度以及传播速度，因此，特高频法适合用于变电站局部放电的定位。目前，常用的特高频法包括时差法和角度测量法。其中，时差法需要特高频传感器与信号采集系统之间达到高精度的时间同步，因此，硬件开销较大，应用较为困难。而角度测量法容易受到非视距(Non-Line-of-Sight，简称NLOS)的影响，也不适合用于变电站中局部放电的定位。

基于此，期望获得一种针对变电站局部放电信号的定位方法，该定位方法测量难度低，对于设备硬件的要求较小，在保证高定位精度的同时，有效降低电力设备定位成本，大大提高电力设备的检测与检修的效率，有力保证了电力系统安全稳定运行。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种两段式变电站局部放电信号定位方法，通过该两段式变电站局部放电信号定位方法对局部放电信号进行定位过程中，具有测量难度低，对于设备硬件的要求小的优点，此外，该方法在保证高定位精度的同时，有效降低电力设备定位成本，大大提高电力设备的检测与检修的效率，有力保证了电力系统安全稳定运行。

基于上述目的，本发明提出了一种两段式变电站局部放电信号定位方法，其包括步骤：

(1)构建模拟局部放电信号强度分布特性矩阵Ψ；

(2)对模拟局部放电信号强度分布特性矩阵中的模拟局部放电强度特性向量进行聚类，得到C个类；

(3)当局部放电实际发生时，采用n个特高频传感器采集局部放电信号并获得对应的实测局部放电强度特性向量

(4)对局部放电信号进行初步定位，以缩小定位范围：将实测局部放电强度特性向量r_PD输入下式中：

其中，为第g个类中模拟局部放电强度特性向量的平均值；

求解使得上式中的值最小的类，则这个类中所有的模拟局部放电强度特性向量就构成了缩小的模拟局部放电信号强度分布特性矩阵Ψ′；

(5)在被缩小的范围内，采用压缩感知算法对局部放电信号进行精确定位。