一種組合電器局部放電的診斷方法及檢測系統的製作方法
2023-11-05 07:43:17 1
一種組合電器局部放電的診斷方法及檢測系統的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種組合電器局部放電的診斷方法及檢測系統，所述診斷方法包括：建立包括各種局部放電類型標準灰度圖的資料庫；獲取待檢測組合電器在設定工作周期內局部放電的放電次數、放電幅值以及放電相位角；根據所述放電次數、放電幅值以及放電相位角形成所述待檢測組合電器的局部放電的待識別灰度圖；將所述待識別灰度圖與標準灰度圖的資料庫中的標準灰度圖對比判斷局部放電類型。所述診斷方法可以用於快速檢測GIS局部放電類型。採用上述診斷方法原理的檢測系統，能夠實現GIS局部放電的自動檢測，能夠及時發現並判斷GIS局部放電類型。
【專利說明】—種組合電器局部放電的診斷方法及檢測系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及電力裝置維護【技術領域】，更具體地說，涉及一種組合電器局部放電的診斷方法及檢測系統。
【背景技術】
[0002]本部分旨在為權利要求書中陳述的本發明的實施方式提供背景或上下文。此處的描述可包括可以探究的概念，但不一定是之前已經想到或者已經探究的概念。因此，除非在此指出，否則在本部分中描述的內容對於本申請的說明書和權利要求書而言不是現有技術，並且並不因為包括在本部分中就承認是現有技術。
[0003]組合電器(Gas Insulated Switchgear,簡稱GIS)是一種把斷路器、隔離開關、電流互感器、避雷器以及連接母線等，全部封裝在接地的金屬外殼內，殼體內填充SF6氣體。GIS具有佔地面積小、運行可靠性高、維護工作量小、無電磁幹擾等優點。
[0004]鑑於GIS具有上述諸多優點，GIS被廣泛應用於高壓、超高壓領域，而且在特高壓領域也被使用。絕緣缺陷是GIS的主要故障問題，由於GIS被廣泛應用在重要的供電系統中，如果GIS發生絕緣缺陷，將對國民經濟造成巨大的損失。
[0005]局部放電是絕緣缺陷的重要徵兆，當GIS內部存在缺陷時，其周圍電場分布極不均勻，在高壓作用下將會產生局部放電，不同的絕緣缺陷導致的局部放電不同，及時發現GIS內部的局部放電類型對於保障設備的安全可靠運行具有重要意義。所以，如何檢測GIS的局部放電類型是GIS維護中一個亟待解決的問題。
【發明內容】
[0006]為解決上述技術問題，本發明提供一種組合電器局部放電的診斷方法及檢測系統，用於檢測GIS內部的局部放電及診斷其類型。
[0007]為實現上述目的，本發明提供如下技術方案:
[0008]一種組合電器局部放電的診斷方法，該診斷方法包括:
[0009]建立包括各種局部放電類型標準灰度圖的資料庫；
[0010]獲取待檢測組合電器在設定工作周期內局部放電的放電次數、放電幅值以及放電相位角；
[0011]根據所述放電次數、放電幅值以及放電相位角形成所述待檢測組合電器的局部放電的待識別灰度圖；
[0012]將所述待識別灰度圖與標準灰度圖的資料庫中的標準灰度圖對比判斷局部放電類型。
[0013]優選的，在上述診斷方法中，所述建立包括各種局部放電類型標準灰度圖的資料庫方法為:
[0014]對任一確定類型局部放電，通過局部放電模擬試驗，在設定工作周期內測量和統計該局部放電的放電次數、放電幅值以及放電相位角；[0015]在放電幅值與放電相位角構成的直角坐標系內統計各區間的放電次數，不同放電次數的區間的灰度不同，從而生成該類型局部放電的標準灰度圖；
[0016]對其他各種已知局部放電類型，均採用上述過程生成對應的標準灰度圖，所有類型的局部放電的標準灰度圖構成所述資料庫。
[0017]優選的，在上述診斷方法中，形成所述待檢測組合電器的局部放的待識別電灰度圖的方法為:
[0018]對所述待檢測組合電器的局部放電幅值進行歸一化，獲取各放電幅值對應的各標準化放電幅值；
[0019]在標準化放電幅值與放電相位角構成的直角坐標系內統計各區間的放電次數，不同放電次數的區間的灰度不同，從而生成所述待檢測組合電器的待識別灰度圖；
[0020]其中，所述歸一化包括:根據所述放電次數、放電相位角以及放電幅值計算所述放電幅值的平均值與方差；根據所述平均值與方差計算各放電幅值的標準化放電幅值。
[0021]優選的，在上述診斷方法中，所述將所述放電灰度圖與標準灰度圖的資料庫中的標準灰度圖對比判斷局部放電類型為:
[0022]將所述待識別灰度圖與所述資料庫中的標準灰度圖逐一進行相關性計算，與所述待識別灰度圖相關性最大的標準灰度圖的放電類型為所述待識別灰度圖的放電類型。
[0023]本發明還提供了一種組合電器局部放電的檢測系統，該檢測系統包括:
[0024]資料庫，所述資料庫包括各種局部放電的標準灰度圖；
[0025]數據採集裝置，所述數據採集裝置用於採集待檢測組合電器在設定工作周期內局部放電的放電次數、放電幅值以及放電相位角；
[0026]圖像處理模塊，所述圖像處理模塊根據所述放電次數、放電幅值以及放電相位角生成所述待檢測組合電器的局部放電的待識別灰度圖；
[0027]處理器，所述處理器用於將所述放電灰度圖與標準灰度圖的資料庫中的標準灰度圖對比判斷局部放電類型。
[0028]優選的，在上述檢測系統中，還包括:
[0029]與所述處理器連接的顯示裝置，所述顯示裝置用於顯示所述待識別灰度圖以及判斷結果。
[0030]從上述技術方案可以看出，本發明所提供的組合電器局部放電的診斷方法首選建立一個包括各種局部放電類型標準灰度圖的資料庫，根據待檢測組合電器的局部放電的放電次數、放電幅值以及放電相位角形成所述待檢測組合電器的局部放電的待識別灰度圖，最後，只需通過將所述放電灰度圖與標準灰度圖的資料庫中的標準灰度圖對比判斷局部放電類型，即可確定GIS內部絕緣故障的類型，從而能夠保障GIS的安全可靠運行，避免了由於GIS故障對供電系統造成的巨大經濟損失。且本發明提供的採用上述診斷方法原理的檢測系統，能夠實現GIS局部放電的自動檢測，能夠及時發現並判斷GIS局部放電類型。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0031]為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0032]圖1為本發明實施例提供的一種組合電器局部放電的診斷方法的流程示意圖；
[0033]圖2為本發明實施例提供的一種標準灰度圖的建立方法的流程示意圖；
[0034]圖3為本發明實施例提供的一種待檢測GIS的灰度圖的形成方法的流程示意圖；
[0035]圖4為本發明實施例提供的一種對待檢測GIS的放電幅值的歸一化方法的流程示意圖；
[0036]圖5為本發明實施例提供的一種GIS局部放電的檢測系統的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0037]正如【背景技術】部分所述，如何及時檢測出GIS的局部放電類型是GIS維護中一個亟待解決的問題。
[0038]目前，電力系統中診斷局部放電的主要方式是中華人民共和國電力行業標準DL/T417-2006-《電力設備局部放電現場檢測導則》。該標準給出了典型局部放電的圖譜，其中，包括放電響應波形和放電矢量與試驗電壓的關係。
[0039]但是，現有的診斷方法是根據測量結果通過人工進行判斷，對工作人員的業務能力要求較高，且檢測速率較慢。
[0040]發明人研究發現，GIS發生局部放電時,會產生大量的電磁脈衝信號,在相同的工作周期內，不同絕緣故障導致的局部放電的電磁脈衝信號的放電次數、放電幅值、放電相位角不同，可通過根據所述放電次數、放電幅值、放電相位角生成的灰度圖判斷局部放電的類型。
[0041]基於上述研究，本發明提供了一種組合電器局部放電的診斷方法，該診斷方法包括:
[0042]建立包括各種局部放電類型標準灰度圖的資料庫；
[0043]獲取待檢測組合電器在設定工作周期內局部放電的放電次數、放電幅值以及放電相位角；
[0044]根據所述放電次數、放電幅值以及放電相位角形成所述待檢測組合電器的局部放電的待識別灰度圖；
[0045]將所述放電灰度圖與標準灰度圖的資料庫中的標準灰度圖對比判斷局部放電類型。
[0046]本發明所述診斷方法首先建立包括各種局部放電類型標準灰度圖的資料庫，根據待檢測GIS局部放電生成的信號的放電次數、放電幅值以及放電相位角形成所述待檢測組合電器的局部放電的待識別灰度圖，只需通過將所述放電灰度圖與標準灰度圖的資料庫中的標準灰度圖對比判斷局部放電類型，即可確定GIS內部絕緣故障的類型，從而能夠保障GIS的安全可靠運行，避免了由於GIS故障對供電系統造成的巨大經濟損失。
[0047]以上是本申請的核心思想，下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。
[0048]在下面的描述中闡述了很多具體細節以便於充分理解本發明，但是本發明還可以採用其他不同於在此描述的其它方式來實施，本領域技術人員可以在不違背本發明內涵的情況下做類似推廣，因此本發明不受下面公開的具體實施例的限制。
[0049]其次，本發明結合示意圖進行詳細描述，在詳述本發明實施例時，為便於說明，表示裝置結構的示意圖會不依一般比例作局部放大，而且所述示意圖只是示例，其在此不應限制本發明保護的範圍。此外，在實際製作中應包含長度、寬度及高度的三維空間尺寸。
[0050]下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。
[0051]基於上述思想，本實施例提供了一種組合電器局部放電的診斷方法，參考圖1，該診斷方法包括:
[0052]步驟S1:建立包括各種局部放電類型標準灰度圖的資料庫。
[0053]可通過局部放電模擬實現建立各種局部放電類型標準灰度圖的資料庫。
[0054]參考圖2，建立所述資料庫的方法包括:
[0055]步驟Sll:對任一確定類型局部放電，通過局部放電模擬試驗，在設定工作周期內測量和統計該局部放電的放電次數、放電幅值以及放電相位角。
[0056]步驟S12:在放電幅值與放電相位角構成的直角坐標系內統計各區間的放電次數，不同放電次數的區間的灰度不同，從而生成該類型局部放電的標準灰度圖。
[0057]局部放電模擬試驗中採集的數據為仿真測試中對應類型局部放電的標準數據，根據放電次數、放電幅值以及放電相位角數據直接形成n-V-φ三維譜圖，然後將放電次數η
想V φ乾麵做投影，從而形成局部放電的標準灰度圖。V-φ平面內，對於某一組放電幅值與放電相位角，其放電次數越多灰度越大該點灰度越大。其中η為放電次數，V為放電幅值，屮為放電相位角。
[0058]或者，在ν-φ平面內，將V軸平均分為N份，形成N個Νν，將幣軸平均分為N份，形成N個Νφ，從而將V-φ平面分為NXN個區間。統計各區間內的放電重複頻率，放電重複頻率的不同代表圖像中的灰度不同。
[0059]定義放電重複頻率與圖像顏色的映射關係後，然後根據區間內放電重複頻率的最小值和最大值分別對應於最小灰度級和最大灰度級的原則，就可以構造出局部放電的標準灰度圖像。V-φ平面上每一個區間代表灰度圖中的一個象素，該區間內的放電重複頻率正比於象素的灰度值。
[0060]由於在計算機圖像處理中，每一個象素用一個字節來表示，每個字節的變化範圍為O~255，因此灰度圖中灰度級的變化範圍為O~255，各象素點的灰度級為:
【權利要求】
1.一種組合電器局部放電的診斷方法，其特徵在於，包括: 建立包括各種局部放電類型標準灰度圖的資料庫； 獲取待檢測組合電器在設定工作周期內局部放電的放電次數、放電幅值以及放電相位角； 根據所述放電次數、放電幅值以及放電相位角形成所述待檢測組合電器的局部放電的待識別灰度圖； 將所述待識別灰度圖與標準灰度圖的資料庫中的標準灰度圖對比判斷局部放電類型。
2.根據權利要求1所述的診斷方法，其特徵在於，所述建立包括各種局部放電類型標準灰度圖的資料庫方法為: 對任一確定類型局部放電，通過局部放電模擬試驗，在設定工作周期內測量和統計該局部放電的放電次數、放電幅值以及放電相位角； 在放電幅值與放電相位角構成的直角坐標系內統計各區間的放電次數，不同放電次數的區間的灰度不同，從而生成該類型局部放電的標準灰度圖； 對其他各種已知局部放電類型，均採用上述過程生成對應的標準灰度圖，所有類型的局部放電的標準灰度圖構成所述資料庫。
3.根據權利要求1所述的診斷方法，其特徵在於，形成所述待檢測組合電器的局部放的待識別電灰度圖的方法為: 對所述待檢測組合電器的局部放電幅值進行歸一化，獲取各放電幅值對應的各標準化放電幅值； 在標準化放電幅值與放電相位角構成的直角坐標系內統計各區間的放電次數，不同放電次數的區間的灰度不同，從而生成所述待檢測組合電器的待識別灰度圖； 其中，所述歸一化包括:根據所述放電次數、放電相位角以及放電幅值計算所述放電幅值的平均值與方差；根據所述平均值與方差計算各放電幅值的標準化放電幅值。
4.根據權利要求1所述的診斷方法，其特徵在於，所述將所述放電灰度圖與標準灰度圖的資料庫中的標準灰度圖對比判斷局部放電類型為: 將所述待識別灰度圖與所述資料庫中的標準灰度圖逐一進行相關性計算，與所述待識別灰度圖相關性最大的標準灰度圖的放電類型為所述待識別灰度圖的放電類型。
5.—種組合電器局部放電的檢測系統,其特徵在於,包括: 資料庫，所述資料庫包括各種局部放電的標準灰度圖； 數據採集裝置，所述數據採集裝置用於採集待檢測組合電器在設定工作周期內局部放電的放電次數、放電幅值以及放電相位角； 圖像處理模塊，所述圖像處理模塊根據所述放電次數、放電幅值以及放電相位角生成所述待檢測組合電器的局部放電的待識別灰度圖； 處理器，所述處理器用於將所述放電灰度圖與標準灰度圖的資料庫中的標準灰度圖對比判斷局部放電類型。
6.根據權利要求5所述的檢測系統，其特徵在於，還包括: 與所述處理器連接的顯示裝置，所述顯示裝置用於顯示所述待識別灰度圖以及判斷結果O
【文檔編號】G01R31/12GK103543393SQ201310503809
【公開日】2014年1月29日 申請日期:2013年10月23日 優先權日:2013年10月23日
【發明者】徐華, 劉浩軍, 劉巖, 潘傑, 陳曉錦, 閆東, 盧洪坤, 李思南, 邵先軍, 曹俊平, 於淼 申請人:國家電網公司, 國網浙江省電力公司電力科學研究院