一种高压开关柜局部放电监测预警方法、设备、介质及产品与流程

1.本发明涉及高压开关柜监控技术领域，特别涉及一种高压开关柜局部放电监测预警方法、设备、介质及产品。


背景技术：

2.在供电系统的发电、输电、配电和电能转换的过程中，高压开关柜的作用是对供电线路进行分合、控制和保护。因此，高压开关柜运行的可靠性十分重要。高压开关柜在运行过程中受到高温、高压、振动以及其他化学作用，使其绝缘性能降低，产生局部放电现象。局部放电的存在会加速绝缘的老化，绝缘劣化的重要标志就是局部放电水平不断增强。局部放电产生的累积效应会使绝缘的介电性能逐渐劣化并使局部缺陷扩大，最后导致整个绝缘击穿。高压开关柜一旦发生绝缘击穿故障会给电力系统造成较大的经济损失，因此对高压开关柜内部的局部放电进行监测和预警具有重要意义。


技术实现要素：

3.为了实现根据本发明的上述目的和其他优点，本发明的第一目的是提供一种高压开关柜局部放电监测预警方法，包括以下步骤：
4.通过耦合电容传感器检测高压开关柜内部放电脉冲激发的电磁波在金属外壳上产生的瞬时对地电压；
5.通过采集的高压开关柜内器件的材料、气隙的宽度、厚度、倒角以及尖端曲率半径、末端曲率半径和针板间距建立局部放电模型；
6.通过采集的瞬时对地电压调节局部放电模型的尖端曲率半径、高压电极的电压；
7.通过局部放电带电检测装置采集嵌入所述局部放电模型的高压开关柜在放电工况下的局部放电信号数据；
8.通过采集到的局部放电信号数据对高压开关柜的运行数据进行分析，得到诊断结果和预警信息。
9.进一步地，还包括步骤：
10.对耦合电容传感器进行校准，确定测量的电荷和视在电荷的比值，公式为：
[0011][0012]
其中，qm为测量的电荷，qs为视在电荷，c
p
为待测物体等效电容，c
p
为耦合电容。
[0013]
进一步地，还包括以下步骤：
[0014]
将设置的电压信号输入局部放电带电检测装置；
[0015]
检测局部放电带电检测装置的响应值；
[0016]
通过最小二乘法对输入的电压信号进行拟合；
[0017]
通过所述响应值和拟合值计算误差；
[0018]
通过所述误差调整拟合曲线。
[0019]
进一步地，所述局部放电信号数据包括局部放电幅值和局部放电脉冲。
[0020]
进一步地，所述局部放电信号数据还包括高压开关柜暂态地电压背景数值。
[0021]
进一步地，所述通过采集到的局部放电信号数据对高压开关柜的运行数据进行分析包括以下步骤：
[0022]
获取所述局部放电模型的定位空间；
[0023]
通过所述局部放电模型的定位空间与高压开关柜内局部放电带电检测装置的位置关系，获得局部放电带电检测装置的检测信号传播路径的约束条件；
[0024]
建立高压开关柜内部的电磁场，得到检测信号传播路径的电磁分布情况；
[0025]
通过检测信号传播路径的电磁分布情况，计算局部放电带电检测装置与局部放电源之间的距离；
[0026]
通过局部放电带电检测装置测量到信号的起始时间与计时时间的传播时间差以及局部放电带电检测装置与局部放电源之间的距离，结合所述约束条件，获得局部放电源的位置。
[0027]
进一步地，所述局部放电模型包括尖端放电模型、内部气隙放电模型、悬浮电位放电模型。
[0028]
本发明的第二目的是提供一种电子设备，包括：存储器，其上存储有程序代码；处理器，其与所述存储器联接，并且当所述程序代码被所述处理器执行时，实现一种高压开关柜局部放电监测预警方法。
[0029]
本发明的第三目的是提供一种计算机可读存储介质，其上存储有程序指令，所述程序指令被执行时实现一种高压开关柜局部放电监测预警方法。
[0030]
本发明的第四目的是提供一种计算机程序产品，包括计算机程序/指令，该计算机程序/指令被处理器执行时实现一种高压开关柜局部放电监测预警方法。
[0031]
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
[0032]
本发明提供一种高压开关柜局部放电监测预警方法、设备、介质及产品，采用暂态地电压法检测高压开关柜不同测试部位的暂态对地电压，并结合电磁场，能够实现对高压开关柜内部局部放电进行精准定位。通过最小二乘法对局部放电带电检测装置进行优化，解决了局部放电带电检测装置易受零输入固有相应、基准值漂移和背景噪声等影响的问题，能够提高局部放电带电检测装置的准确性。克服了传统高压开关柜局部放电监测方式的缺陷，应用局部放电检测数据进行综合分析判定，达到对运行高压开关柜运行数据的准确分析，并对可能影响高压开关柜运行安全的局部放电进行预警。
[0033]
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本发明的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。
附图说明
[0034]
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本技术的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
[0035]
图1为实施例1的一种高压开关柜局部放电监测预警方法流程图；
[0036]
图2为实施例2的电子设备示意图；
[0037]
图3为实施例3的计算机可读存储介质示意图。
具体实施方式
[0038]
下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
[0039]
实施例1
[0040]
一种高压开关柜局部放电监测预警方法，如图1所示，包括以下步骤：
[0041]
高压开关柜发生局部放电时，放电量往往先聚集在与接地点相邻的接地金属部位，形成对地电流在设备表面金属上传播。对于内部放电，放电量聚集在接地屏蔽的内表面，屏蔽连续时在设备外部无法检测到放电信号，但屏蔽层通常在绝缘部位、垫圈连接、电缆绝缘终端等部位不连续，局部放电的高频信号会由此传输到设备屏蔽外壳。因此，局部放电产生的电磁波通过金属箱体的接缝处或气体绝缘开关的衬垫传出，并沿着设备金属箱体外表面继续传播，同时对地产生一定的暂态电压脉冲信号。
[0042]
在使用耦合电容传感器检测瞬时对地电压前，先对耦合电容传感器进行校准，确定测量的电荷和视在电荷的比值，公式为：
[0043][0044]
其中，qm为测量的电荷，qs为视在电荷，c
p
为待测物体等效电容，c
p
为耦合电容。
[0045]
通过校准后的耦合电容传感器检测高压开关柜内部放电脉冲激发的电磁波在金属外壳上产生的瞬时对地电压；
[0046]
由于高压开关柜内部气隙放电具有极不均匀电场特征，器件的材料、气隙的宽度、厚度、倒角以及尖端曲率半径、末端曲率半径和针板间距都会对高压开关柜内部气隙放电电压产生影响，并且高压开关柜内部结构复杂，进行电场计算分析非常困难。因此，通过采集的高压开关柜内器件的材料、气隙的宽度、厚度、倒角以及尖端曲率半径、末端曲率半径和针板间距建立局部放电模型；为了满足不同工程实际需求，局部放电模型包括尖端放电模型、内部气隙放电模型、悬浮电位放电模型。
[0047]
通过采集的瞬时对地电压调节局部放电模型的尖端曲率半径、高压电极的电压，实现对局部放电模型的修正。
[0048]
通过局部放电带电检测装置采集嵌入局部放电模型的高压开关柜在放电工况下的局部放电信号数据；其中，局部放电信号数据包括局部放电幅值和局部放电脉冲，以及高压开关柜暂态地电压背景数值。
[0049]
由于局部放电带电检测装置易受零输入固有相应、基准值漂移和背景噪声等影响，因此需要对局部放电带电检测装置进行优化，具体包括以下步骤：
[0050]
将设置的电压信号输入局部放电带电检测装置；
[0051]
检测局部放电带电检测装置的响应值；
[0052]
通过最小二乘法对输入的电压信号进行拟合；
[0053]
通过响应值和拟合值计算误差；
[0054]
通过误差调整拟合曲线。
[0055]
通过采集到的局部放电信号数据对高压开关柜的运行数据进行分析，得到诊断结果和预警信息。具体包括以下步骤：
[0056]
获取局部放电模型的定位空间；
[0057]
通过局部放电模型的定位空间与高压开关柜内局部放电带电检测装置的位置关系，获得局部放电带电检测装置的检测信号传播路径的约束条件；
[0058]
建立高压开关柜内部的电磁场，得到检测信号传播路径的电磁分布情况；
[0059]
通过检测信号传播路径的电磁分布情况，计算局部放电带电检测装置与局部放电源之间的距离；
[0060]
通过局部放电带电检测装置测量到信号的起始时间与计时时间的传播时间差以及局部放电带电检测装置与局部放电源之间的距离，结合约束条件，获得局部放电源的位置。
[0061]
实施例2
[0062]
一种电子设备，如图2所示，包括：存储器，其上存储有程序代码；处理器，其与所述存储器联接，并且当所述程序代码被所述处理器执行时，实现一种高压开关柜局部放电监测预警方法。
[0063]
实施例3
[0064]
一种计算机可读存储介质，如图3所示，其上存储有程序指令，程序指令被执行时实现的一种高压开关柜局部放电监测预警方法。关于方法的详细描述，可以参照上述方法实施例中的对应描述，在此不再赘述。
[0065]
实施例4
[0066]
一种计算机程序产品，包括计算机程序/指令，该计算机程序/指令被处理器执行时实现一种高压开关柜局部放电监测预警方法。关于方法的详细描述，可以参照上述方法实施例中的对应描述，在此不再赘述。
[0067]
还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0068]
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。
[0069]
以上仅为本说明书实施例而已，并不用于限制本说明书一个或多个实施例。对于本领域技术人员来说，本说明书一个或多个实施例可以有各种更改和变换。凡在本说明书一个或多个实施例的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本说明书一个或多个实施例的权利要求范围之内。