[发明专利]一种SF6高压开关柜局部放电监测系统及定位方法在审

专利信息
申请号: 202111325855.8 申请日: 2021-11-10
公开(公告)号: CN113945815A 公开(公告)日: 2022-01-18
发明(设计)人: 秦少瑞;朱太云;高博;朱胜龙;李坚林;甄超;赵恒阳;潘超;杨为;李宾宾;金甲杰;宋东波;潘成;张晨晨;胡啸宇;陈国宏;缪春辉 申请(专利权)人: 国网安徽省电力有限公司电力科学研究院
主分类号: G01R31/12 分类号: G01R31/12
代理公司: 北京国林贸知识产权代理有限公司 11001 代理人: 李桂玲;杜国庆
地址: 230000 安徽省*** 国省代码: 安徽;34
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摘要:
搜索关键词: 一种 sf6 高压 开关柜 局部 放电 监测 系统 定位 方法
【权利要求书】:

1.一种SF6高压开关柜局部放电监测系统,包括封闭的SF6高压开关柜箱体,其特征在于,在箱体的两侧面板以及正面板和上面板面向箱体内腔分别设置有荧光光纤传感器,荧光光纤传感器通过光纤传输线经光电转换器连接至监测服务器。

2.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述荧光光纤传感器设置在箱体的两侧面板以及正面板和上面板的面板中心位置。

3.根据权利要求1或2所述的系统,其特征在于,所述荧光光纤传感器与面板之间通过绝缘橡胶圈密封固定。

4.根据权利要求3所述的系统,其特征在于,所述绝缘橡胶圈在板面外侧向外凸出设有台阶圈,一个法兰从板面外侧套在荧光光纤传感器的管体上压在绝缘橡胶圈台阶圈上与板面通过螺丝锁紧,法兰内圈直径大于荧光光纤传感器管体直径,锁紧的法兰将台阶圈压迫变形挤向荧光光纤传感器管体增强荧光光纤传感器与面板密封。

5.一种SF6高压开关柜局部放电监测定位方法,在箱体的两侧面板以及正面板和上面板面向箱体内腔分别设置的四个荧光光纤传感器分别称为S1、S2、S3、S4,将放电位置定义为PD,其特征在于,建立x、y、z三维坐标系,根据箱体尺寸确定S1、S2、S3、S4的位置坐标,通过S1、S2、S3、S4获取PD出现的放电电弧光信号样本值,基于逐次逼近方式定位所得样本值与传感器阵列建立的寻优目标函数进行递归逼近处理计算PD出现的放电电弧光信号与S1、S2、S3、S4的距离,然后根据x、y、z三维坐标系,基于逐次逼近方式定位所得样本值与传感器阵列建立的寻优目标函数进行递归逼近处理确定PD源位置。

6.根据权利要求5所述的定位方法,其特征在于,所述基于逐次逼近方式定位所得样本值与传感器阵列建立的寻优目标函数进行递归逼近处理确定PD源位置的方法步骤是:

a,获取S1、S2、S3、S4对箱体内开关设备PD出现的放电不同时刻电弧光信号形成N组PD样本数据;

b,根据接收的光强是与放电点距离和初始光强的函数来估算各PD样本数据对应的定位初值Pk(xk,yk,zk),其中:k表示不同时刻下传感器获取的第k组PD样本数据(k=1,2,…,N);

c,建立在每种传感器组合下分别给出待求PD源P(x,y,z)与各样本初值点Pk(xk,yk,zk)和四个传感器位置连线段的垂线长度函数,按照样本顺序对初值点进行分组并建立基于垂线长度和的寻优目标函数;

d,采用BP神经网络算法对每组寻优目标函数进行全局搜索最小值dmin,将上一步得到的解作为下一次优化的初值,返回c重复操作直至得到各组的最优解Pi(xi,yi,zi),i为分组数;

e,重复c、d操作,对已求得的最优解Pi(xi,yi,zi)分组再次建立寻优目标函数,并采用BP神经网络算法求得最终全局最优解P(x,y,z)得到初始定位坐标;

f,在不同时刻捕获的N组PD光强数据利用光强与距离衰减函数关系计算出的N个样本定位初值点,作出各组待求PD源到4个传感器坐标Si(xi,yi,zi)和初值点Pk(xk,yk,zk)连线段距离的和函数:

其中,k=1,2,…,N表示为样本初值个数;l=1,2,3,4表示为传感器个数;dkl表示为所要搜寻的PD源到由第k个样本初值与第l个传感器确定的直线的垂线长度;

g,按样本顺序每n(N≥n≥3)个初值点为一组,构建待求PD源位置到样本分组内4n条垂线长度和函数:

根据空间解析几何寻优估计出最小的dmin及其对应的坐标参数,即为PD源的几何空间位置坐标;

h,归一化训练PD样本,将归一化训练PD样本输入神经网络,设置初始参数,计算输入输出值并求出输出层误差;误差大于或等于期望值时,将误差传回网络,根据求得误差进行权值和阈值更新;当误差小于期望值时,结束运算,输出全局最优解,将其视为所求PD源位置。

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