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专利号: 2021114594787
申请人: 西南交通大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-05-14
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于放大电路的变压器套管局部放电风险评估方法,其特征在于,包括如下步骤:第一步:搭建试验平台

搭建放大高压信号下的变压器套管局部放电风险评估试验平台,由高压直流电源(1)、高频接地开关(2)、限流电阻(3)、电源连接开关(4)、谐振电感(5)、变压器套管(6)、一号绝缘支架(7a)、二号绝缘支架(7b)、金属夹(8)、耦合电容(9)、局部放电检测模块(10)、检测阻抗(11)、综合接地(12)和温度控制箱(13)组成;

变压器套管(6)由一号绝缘支架(7a)和二号绝缘支架(7b)支撑,并放置在温度控制箱(13)中,变压器套管(6)中心导杆与谐振电感(5)和耦合电容(9)连接,金属夹(8)夹在变压器套管(6)中间伞裙上,金属夹(8)并与综合接地(12)连接,高压直流电源(1)负极与综合接地(12)连接,高压直流电源(1)正极与电源连接开关(4)和限流电阻(3)连接,限流电阻(3)与高频接地开关(2)串联后再与综合接地(12)连接,电源连接开关(4)与谐振电感(5)连接,耦合电容(9)与检测阻抗(11)串联后再与综合接地(12)连接,局部放电检测模块(10)连接至耦合电容(9)与检测阻抗(11)间;

第二步:获取局部放电数据

断开高频接地开关(2),设置温度控制箱(13)温度为25℃,待显示温度为25℃两小时后,闭合电源连接开关(4),调整高压直流电源(1)输出电压至变压器套管(6)额定电压,当电压波动值小于额定电压的1%时,开启接高频地开关(2),设置高频接地开关(2)的动作时间为1μs,由变压器套管自身电容和谐振电感(5)发生串联谐振,产生1.7倍额定电压,通过局部放电检测模块(10)记录变压器套管20min的局部放电相位‑放电能量‑放电次数三维谱图;

第三步:获取变压器套管局部放电特征参量

基于局部放电相位‑放电能量‑放电次数三维谱图形成分辨率为256×256的放电能量‑相位的正半周灰度谱图和放电能量‑相位的负半周灰度谱图,灰度值计算公式如下:式中,i、j表示灰度谱图的坐标点,ni,j为该点的放电次数,nmax为灰度谱图中最大放电次数;

对放电能量‑相位的正半周灰度谱图进行归一化处理得到归一化谱图f+(x,y),对放电能量‑相位的负半周灰度谱图进行归一化处理得到归一化谱图f‑(x,y);

使用极坐标表示方法rcos(θ)和rcos(θ)对f+(x,y)和f‑(x,y)进行转化,得到极坐标形式下的f+(r,θ)和f‑(r,θ);

计算变压器套管局部放电特征矩模值:

jqθ

||Wm,n,+||=∫∫f+(r,θ)·e ·ψm,n(r)·r dθdr||                 (2)jqθ||Wm,n,‑||=||∫∫f‑(r,θ)·e ·ψm,n(r)·r dθdr||                 (3)式中,q为图像f(r,θ)在相位空间[0,2π]中的第q个特征,m为尺度因子,m取1、2、3,n为位移因子,n取1、2、3,ψm,n(r)为基函数:计算放电能量‑相位的正半周灰度谱图偏斜度Sk1、放电能量‑相位的负半周灰度谱图偏斜度Sk2;

计算放电能量‑相位的正半周灰度谱图陡峭度Ku1、放电能量‑相位的负半周灰度谱图陡峭度Ku2;

第四步:获取变压器套管局部放电风险评估因子

计算变压器套管局部放电谱图特征矩阵模值因子W:

计算变压器套管局部放电评估系数λ:

第五步:获取变压器套管局部放电风险评估指标

计算变压器套管局部放电风险评估指标η:

η=λ·log10(W)                            (6)得到变压器套管局部放电风险评估指标η,对变压器套管局部放电风险进行评估。