一种基于内置式特高频、超声波检测的变压器内部局部放电信号判别方法与流程

1.本发明涉及变压器内部局部放电信号判别技术领域，尤其涉及一种基于内置式特高频、超声波检测的变压器内部局部放电信号判别方法。


背景技术：

2.变压器局部放电主要是变压器在高电压的作用下，其内部绝缘发生的放电现象，是造成变压器最终发生绝缘击穿的重要原因，对变压器有着很大的危害，目前，特高频法和超声波法已被广泛用于大型变压器设备绝缘缺陷局部放电的带电检测和在线监测领域，但是特高频法和超声波法在实际应用中，特别是在变电站、换流站中存在背景下，很容易受到电磁和噪声干扰，导致检测过程出现缺陷。


技术实现要素：

3.本发明的目的是解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种基于内置式特高频、超声波检测的变压器内部局部放电信号判别方法。
4.为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种基于内置式特高频、超声波检测的变压器内部局部放电信号判别方法，包括内置式特高频/超声波一体化复合传感器、油阀侵入式传感器、箱壁开孔预埋式传感器、数据采集终端和工控机，所述油阀侵入式传感器和箱壁开孔预埋式传感器均通过同轴电缆与内置式特高频/超声波一体化复合传感器电性连接，所述内置式特高频/超声波一体化复合传感器的输出端与数据采集终端的输入端电性连接，所述数据采集终端的输出端与工控机的输入端电性连接，所述工控机的内部设置有监控软件，所述监控软件的内部设置有基于信号时域特性的pd判别算法。
5.为了提高简化操作步骤，本发明改进有，包括以下步骤：
6.s1：信号输出采集与传输：油阀侵入式传感器和箱壁开孔预埋式传感器通过同轴电缆向内置式特高频/超声波一体化复合传感器输出特高频、超声波信号，然后内置式特高频/超声波一体化复合传感器将收到的特高频、超声波信号传输给数据采集终端，再将数据采集终端将信号传输给工控机，紧接着工控机监控软件内部的基于信号时域特性的pd判别算法开始判别；
7.s2：判断波形峰值是否大于标准参数阈值：s1中监控软件收到信号后，会启动基于信号时域特性的pd判别算法，判断特高频和超声波的时域脉冲波形峰值是否大于按照标准设置的参数阈值，如果均满足要求，则执行s3，否则当前信号无效；
8.s3：计算时间差δt并判断是否有效：基于信号时域特性的pd判别算法在获取特高频和超声波信号的时域脉冲峰值对应的时刻后，会计算得出时间差δt，如果满足放电源在变压器内部的条件，则δt为有效值，执行s4，否则当前信号无效；
9.s4：pd事件储存预报：若连续出现特高频和超声波信号的δt满足在均值
±
10％的范围内，则存储预报pd事件。
10.为了方便油阀侵入式传感器和箱体开孔预埋式传感器的布置，本发明改进有，所述油阀侵入式传感器布置为圆棒探针型，所述箱体开孔预埋式传感器布置为圆盘型。
11.为了提高信号传输效果，本发明改进有，所述油阀侵入式传感器和箱体开孔预埋式传感器的内部均设置有超声波探头，并通过绝缘材料封装在金属圆棒探针或金属圆盘内。
12.为了提高信号采集传输效果，本发明改进有，所述数据采集终端包括特高频、超声波信号调理模块、信号采集和存储模块、无线通信模块和电源模块，无线通信模块与工控机电性连接。
13.为了提高保证整体判断的准确性，本发明改进有，所述s2中满足要求，即内置式特高频/超声波一体化复合传感器能够同时获取到“成对”的特高频和超声波信号。
14.为了确保电磁波和声波信号相互佐证的稳定性，本发明改进有，所述s4中连续3次出现特高频和超声波信号的δt满足在均值
±
10％的范围内，则存储预报pd事件1次。
15.与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于：
16.1、本发明中，通过设置该内置式特高频/超声波一体化复合传感器，利用内置式一体化复合传感器仅对变压器内部绝缘缺陷放电敏感的优点，以及pd产生特高频电磁波和超声波信号在时域的表征特性，基于两个不同性质“成对”信号源之间的相互佐证，实现了判别所采集信号是否来自于变压器内部绝缘缺陷的放电，进而提高了检测过程中的准确性。
17.2、本发明中，通过设置该基于信号时域特性的pd判别算法，与数据采集终端和工控机相互配合，可以对成对特高频和超声波脉冲时域波形信号采集、存储、传输和分析，并判别所采集信号是否来自于变压器内部绝缘缺陷的放电，同时该算法简单实用，还可以为pd源定位提供δt数据。
附图说明
18.图1为本发明提出一种基于内置式特高频、超声波检测的变压器内部局部放电信号判别方法工作流程图；
19.图2为本发明提出一种基于内置式特高频、超声波检测的变压器内部局部放电信号判别方法获取特高频、超声波信号时域脉冲波形示例图。
具体实施方式
20.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
21.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
22.请参阅图1-2，本发明提供一种技术方案：一种基于内置式特高频、超声波检测的变压器内部局部放电信号判别方法，包括内置式特高频/超声波一体化复合传感器、油阀侵
入式传感器、箱壁开孔预埋式传感器、数据采集终端和工控机，油阀侵入式传感器和箱壁开孔预埋式传感器均通过同轴电缆与内置式特高频/超声波一体化复合传感器电性连接，内置式特高频/超声波一体化复合传感器的输出端与数据采集终端的输入端电性连接，数据采集终端的输出端与工控机的输入端电性连接，工控机的内部设置有监控软件，监控软件的内部设置有基于信号时域特性的pd判别算法，在本发明中，采用内置式特高频/超声波一体化复合传感器，可以与油阀侵入式、箱体开孔预埋式传感器进行配合布置，同时利用数据采集终端对信号进行采集，以特高频为触发通道、脉冲波形触发形式，同时记录特高频(a)、超声波(b)信号的两个时域脉冲波形，并将检测数据传输至装有监控软件的工控机，监控软件可以对数据采集终端进行参数设置，并且调用基于信号时域特性的pd判别算法，完成判断数据采集终端获取的特高频、超声波信号是否为变压器内部绝缘缺陷的pd信号，整个过程利用特高频、超声波两个不同性质“成对”信号源之间的相互佐证，从而减少了外界干扰的可能性，提高了检测的准确性。
23.油阀侵入式传感器布置为圆棒探针型，箱体开孔预埋式传感器布置为圆盘型，油阀侵入式传感器和箱体开孔预埋式传感器的内部均设置有超声波探头，并通过绝缘材料封装在金属圆棒探针或金属圆盘内，本发明中，油阀侵入式传感器和箱体开孔预埋式传感器分别设置为圆棒探针型和圆盘型，内部还安装有超声波探头，不仅方便整体结构的布置，同时还大大提高了信号接收传输的稳定性，数据采集终端包括特高频、超声波信号调理模块、信号采集和存储模块、无线通信模块和电源模块，无线通信模块与工控机电性连接，本发明中，通过数据采集终内部各个模块的相互配合，从而实现同时记录特高频、超声波信号的两个时域脉冲波形，保证后续判断的有序进行。
24.一种基于内置式特高频、超声波检测的变压器内部局部放电信号判别方法，包括以下步骤：
25.s1：信号输出采集与传输：油阀侵入式传感器和箱壁开孔预埋式传感器通过同轴电缆向内置式特高频/超声波一体化复合传感器输出特高频、超声波信号，然后内置式特高频/超声波一体化复合传感器将收到的特高频、超声波信号传输给数据采集终端，再将数据采集终端将信号传输给工控机，紧接着工控机监控软件内部的基于信号时域特性的pd判别算法开始判别；
26.s2：判断波形峰值是否大于标准参数阈值：s1中监控软件收到信号后，会启动基于信号时域特性的pd判别算法，判断特高频和超声波的时域脉冲波形峰值是否大于按照标准设置的参数阈值，如果均满足要求，即内置式特高频/超声波一体化复合传感器能够同时获取到“成对”的特高频和超声波信号，则执行s3，否则当前信号无效；
27.s3：计算时间差δt并判断是否有效：基于信号时域特性的pd判别算法在获取特高频和超声波信号的时域脉冲峰值对应的时刻后，会计算得出时间差δt，如果满足放电源在变压器内部的条件，则δt为有效值，执行s4，否则当前信号无效；
28.s4：pd事件储存预报：若连续出现特高频和超声波信号的δt满足在均值
±
10％的范围内，则存储预报pd事件，连续3次出现特高频和超声波信号的δt满足在均值
±
10％的范围内，则存储预报pd事件1次。
29.工作原理：油阀侵入式传感器和箱壁开孔预埋式传感器通过同轴电缆向内置式特高频/超声波一体化复合传感器输出特高频、超声波信号后，紧接着特高频、超声波信号会
传输给数据采集终端，通过特高频、超声波信号调理模块、信号采集和存储模块、无线通信模块之间的相互配合，再将信号传输给工控机，紧接着工控机监控软件内部的基于信号时域特性的pd判别算法开始判别，获取波形峰值并与标准参数进行比较，判断特高频和超声波的时域脉冲波形峰值是否大于按照标准设置的参数阈值，如果均满足要求，则执行下一步，否则判定当前信号无效，pd判别算法在获取特高频和超声波信号的时域脉冲峰值对应的时刻后，会计算得出时间差δt，如果满足放电源在变压器内部的条件，则δt为有效值，执行下一步，否则判断当前信号无效，若连续3次出现特高频和超声波信号的δt满足在均值
±
10％的范围内，则存储预报pd事件1次。
30.以上，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作其他形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例应用于其他领域，但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。