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专利号: 2021114512791
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:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种变压器套管绝缘的故障定位方法,其特征在于,包括如下步骤:第一步:搭建变压器套管绝缘故障定位试验平台搭建变压器套管绝缘故障定位试验平台,由高压直流电源(1)、接地开关(2)、限流电阻(3)、谐振电感(4)、一号电源连接开关(5)、二号电源连接开关(6)、三号电源连接开关(7)、一号采集信号连接开关(8)、二号采集信号连接开关(9)、三号采集信号连接开关(10)、一号分压电容(11)、二号分压电容(12)、振荡波测试仪(13)、综合接地(14)、变压器套管(15)组成;

接地开关(2)与限流电阻(3)串联连接后,再与高压直流电源(1)并联连接,高压直流电源(1)负极与综合接地(14)连接,高压直流电源(1)正极与谐振电感(4)相连,一号电源连接开关(5)一侧与谐振电感(4)连接,另一侧与变压器套管(15)的中心导杆下端相连,下端为变压器套管(15)靠近变压器油箱侧,二号电源连接开关(6)一侧与谐振电感(4)连接,另一侧与变压器套管(15)的末屏引出线相连,三号电源连接开关(7)一侧与谐振电感(4)连接,另一侧与变压器套管(15)的中心导杆上端相连,上端为变压器套管(15)靠近套管油枕侧,一号采集信号连接开关(8)一侧与一号分压电容(11)连接,另一侧与变压器套管(15)的中心导杆下端相连,下端为变压器套管(15)靠近变压器油箱侧,二号采集信号连接开关(9)一侧与一号分压电容(11)连接,另一侧与变压器套管(15)的末屏引出线相连,三号采集信号连接开关(10)一侧与一号分压电容(11)连接,另一侧与变压器套管(15)的中心导杆上端相连,上端为变压器套管(15)靠近套管油枕侧,一号分压电容(11)和二号分压电容(12)串联连接,二号分压电容(12)再与综合接地(14)相连,振荡波测试仪(13)连接至一号分压电容(11)和二号分压电容(12)间;

第二步:获取振荡信号数据

调整所有开关至断开状态,闭合一号电源连接开关(5)和二号采集信号连接开关(9),调整高压直流电源(1)输出电压至变压器套管(15)额定电压,待电压波动值小于额定电压的1%时,闭合接地开关(2),通过振荡波测试仪(13)采集振荡信号U1(t),采样频率为

6.25MHz,记录时间T(0~100μs)内共n个数据点;

调整所有开关至断开状态,闭合一号电源连接开关(5)和三号采集信号连接开关(10),调整高压直流电源(1)输出电压至变压器套管(15)额定电压,待电压波动值小于额定电压的1%时,闭合接地开关(2),通过振荡波测试仪(13)采集振荡信号U2(t),采样频率为

6.25MHz,记录时间T(0~100μs)内共n个数据点;

调整所有开关至断开状态,闭合二号电源连接开关(6)和一号采集信号连接开关(8),调整高压直流电源(1)输出电压至变压器套管(15)额定电压,待电压波动值小于额定电压的1%时,闭合接地开关(2),通过振荡波测试仪(13)采集振荡信号U3(t),采样频率为

6.25MHz,记录时间T(0~100μs)内共n个数据点;

调整所有开关至断开状态,闭合二号电源连接开关(6)和三号采集信号连接开关(10),调整高压直流电源(1)输出电压至变压器套管(15)额定电压,待电压波动值小于额定电压的1%时,闭合接地开关(2),通过振荡波测试仪(13)采集振荡信号U4(t),采样频率为

6.25MHz,记录时间T(0~100μs)内共n个数据点;

调整所有开关至断开状态,闭合三号电源连接开关(7)和一号采集信号连接开关(8),调整高压直流电源(1)输出电压至变压器套管(15)额定电压,待电压波动值小于额定电压的1%时,闭合接地开关(2),通过振荡波测试仪(13)采集振荡信号U5(t),采样频率为

6.25MHz,记录时间T(0~100μs)内共n个数据点;

调整所有开关至断开状态,闭合三号电源连接开关(7)和二号采集信号连接开关(9),调整高压直流电源(1)输出电压至变压器套管(15)额定电压,待电压波动值小于额定电压的1%时,闭合接地开关(2),通过振荡波测试仪(13)采集振荡信号U6(t),采样频率为

6.25MHz,记录时间T(0~100μs)内共n个数据点;

第三步:变压器套管绝缘故障特征参量计算将振荡信号Ui(t)进行标准化处理:式中,i取1、2、3、4、5、6;

获取标准化振荡信号ui(t)主脉冲上升时间TRi、下降时间TFi、脉冲宽度TWi;

计算振荡信号ui(t)均值μi、标准差σi;

计算标准化振荡信号ui(t)峰峰值PPi:PPi=max[ui(t)]‑min[ui(t)]                        (2)式中,i取1、2、3、4、5、6;

计算标准化振荡信号ui(t)峰度Ki:式中,μi为振荡信号ui(t)的均值,σi为振荡信号ui(t)的标准差,n为振荡信号ui(t)的数据点数量,i取1、2、3、4、5、6;

计算标准化振荡信号ui(t)变异系数Ci:式中,i取1、2、3、4、5、6;

计算标准化振荡信号ui(t)特征因子ri:

2 2

ri=(0.1418Ki+0.4653Ki+0.01022KiCi+0.1206Ci+0.0219Ci)*[1+2.27*log10(PPi)]  (5)式中,i取1、2、3、4、5、6;

计算标准化振荡信号ui(t)评估因子Wi:式中,i取1、2、3、4、5、6;

第四步:构建绝缘故障位置识别器

根据测试得到的无绝缘故障的变压器套管数据100组、绝缘故障位置处于变压器套管下端的变压器套管数据100组和绝缘故障位置处于变压器套管上端的变压器套管数据100组,下端为套管靠近变压器油箱侧至套管法兰间,上端为套管靠近套管油枕侧至套管法兰间,建立基于鲸鱼优化算法多分类最小二乘法支持向量机的变压器套管绝缘故障位置识别器,将标准化振荡信号ui(t)的主脉冲上升时间TRi、主脉冲下降时间TFi、主脉冲脉冲宽度TWi、均值μi、标准差σi、峰峰值PPi、峰度Ki、变异系数Ci、特征因子ri、评估因子Wi作为特征参数进行样本分类训练,得到变压器套管绝缘故障位置识别器;

第五步:变压器套管绝缘故障定位

将需要进行绝缘故障定位的变压器套管的特征参量输入鲸鱼优化算法多分类最小二乘法支持向量机,完成变压器套管是否存在绝缘故障识别及故障定位。