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专利号: 2020114038565
申请人: 西南交通大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-02-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种变压器与其附属套管的局部放电定位方法,其特征在于,包括以下步骤:第一步:超声波传感器的布置

在变压器箱体安装四个超声波传感器,分别位于垂直于地面的四个油箱壁面的中心位置,记为1号、2号、3号、4号超声波传感器;

记变压器的三根附属套管分别为附属套管A、附属套管B、附属套管C,在附属套管A的法兰、上瓷套从下至上的第三个伞裙处、油枕、将军帽处分别安装5号、6号、7号、8号超声波传感器,在附属套管B的法兰、上瓷套从下至上的第三个伞裙处、油枕、将军帽处分别安装9号、

10号、11号、12号超声波传感器,在附属套管C的法兰、上瓷套从下至上的第三个伞裙处、油枕、将军帽处分别安装13号、14号、15号、16号超声波传感器,共计安装16个超声波传感器,依次记为超声波传感器N1、N2、N3、N4、N5、N6、N7、N8、N9、N10、N11、N12、N13、N14、N15、N16;

设超声波传感器的坐标为(xi,yi,zi),i=1,2,…,16,为所述超声波传感器的编号,局部放电源的坐标为(xp,yp,zp);

第二步:获取特征参数

获取16个超声波传感器接收到的超声波信号si,其中i=1,2,…,16,为所述超声波传感器的编号;

利用互相关法获取超声波信号s2、s3、s4与超声波信号s1的到达时间差,记为t2‑1,t3‑1,t4‑1,获取超声波信号s6、s7、s8与超声波信号s5的到达时间差,记为t6‑5,t7‑5,t8‑5,获取超声波信号s10、s11、s12与超声波信号s9的到达时间差,记为t10‑9,t11‑9,t12‑9,获取超声波信号s14、s15、s16与超声波信号s13的到达时间差,记为t14‑13,t15‑13,t16‑13;

获取所述16个超声波信号si的波形特征参数,包括:峰值Bpi,单位为mV;上升时间Tpi,单位为s;上升斜率Kpi;能量表征参数Epi;

上升时间Tpi为:

Tpi=tpi‑tai

其中,tpi为超声波信号si的峰值Bpi对应时刻,tai为超声波信号si到达i号传感器的到达时刻;

上升斜率Kpi为:

其中,其中L(t)为t时刻的超声波信号si的幅值;

能量表征参数Epi为:

第三步:局部放电源位置的初步判断

定义参数λ如下:

λ=max(Bp5,Bp6,Bp7,Bp8,Bp9,Bp10,Bp11,Bp12,Bp13,Bp14,Bp15,Bp16)若λ∈(Bp5,Bp6,Bp7,Bp8),则记附属套管A为附属套管M;若λ∈(Bp9,Bp10,Bp11,Bp12),则记附属套管B为附属套管M;若λ∈(Bp13,Bp14,Bp15,Bp16),则记附属套管C为附属套管M;

记附属套管M上四个超声波传感器的坐标为(xM1,yM1,zM1),(xM2,yM2,zM2),(xM3,yM3,zM3),(xM4,yM4,zM4);

记附属套管M上超声波传感器对应的超声波信号的特征参数依次为:上升时间TMpj、上升斜率KMpj、能量表征参数EMpj,j=1,2,3,4;

若附属套管A为附属套管M,则TMp1=Tp5,TMp2=Tp6,TMp3=Tp7,TMp4=Tp8;KMp1=Kp5,KMp2=Kp6,KMp3=Kp7,KMp4=Kp8;EMp1=Ep5,EMp2=Ep6,EMp3=Ep7,EMp4=Ep8;

若附属套管B为附属套管M,则TMp1=Tp9,TMp2=Tp10,TMp3=Tp11,TMp4=Tp12;KMp1=Kp9,KMp2=Kp10,KMp3=Kp11,KMp4=Kp12;EMp1=Ep9,EMp2=Ep10,EMp3=Ep11,EMp4=Ep12;

若附属套管C为附属套管M,则TMp1=Tp13,TMp2=Tp14,TMp3=Tp15,TMp4=Tp16;KMp1=Kp13,KMp2=Kp14,KMp3=Kp15,KMp4=Kp16;EMp1=Ep13,EMp2=Ep14,EMp3=Ep15,EMp4=Tp16局部放电源位置的初步判断因子μ如下:若0<μ≤0.4,则局部放电源位于附属套管M内,μ>0.4,则局部放电源位于变压器箱体内;

第四步:由初步判断结果建立方程组

若由第三步初步判断局部放电源位于变压器箱体内,则建立如下方程组:其中,vT表示超声波在变压器箱体内的传播速度,单位为m/s;

若由第三步初步判断局部放电源位于附属套管M内,则建立如下方程组:其中,vb表示超声波在附属套管内的传播速度,单位为m/s,由第三步,若将附属套管A标记为附属套管M,则Δt1=t6‑5,Δt2=t7‑5,Δt3=t8‑5,若将附属套管B标记为附属套管M,则Δt1=t10‑9,Δt2=t11‑9,Δt3=t12‑9,若将附属套管C标记为附属套管M,则Δt1=t14‑13,Δt2=t15‑13,Δt3=t16‑13;

第五步:求解对应方程组确定局部放电的位置根据第四步的对于不同情况的描述,利用牛顿迭代法求解对应所述方程组,获得(xp,yp,zp)的值。