換流變壓器直流局部放電試驗的特征參數提取方法及系統的制作方法
【專利摘要】本發明提出一種換流變壓器直流局部放電試驗的特征參數提取方法及系統，該方法包括以下步驟：在換流變壓器直流局部放電過程中，獲取相鄰兩次放電之間的時間間隔；將相鄰兩次放電之間的時間間隔替代交流放電中相位的概念；根據傳統特征參量的放電量和放電次數構成不同統計特征譜圖；以及根據不同統計特征譜圖判斷直流及交直流復合電壓下油紙絕緣缺陷類型和嚴重程度。本發明能夠精確判斷換流變壓器內部結構是否存在缺陷，為實際工程應用提供了極大便利。
【專利說明】
換流變壓器直流局部放電試驗的特征參數提取方法及系統
技術領域
[0001] 本發明涉及電器檢測領域，特別涉及一種換流變壓器直流局部放電試驗的特征參 數提取方法及系統。
【背景技術】
[0002] 為解決我國用電負荷中心與發電能源分布極不均衡的問題，實施"西電東送、南北 互供"的國家電網發展戰略有利于實現全國能源的合理配置。由于特高壓直流輸電具有輸 送距離遠、輸電容量大、節約線路走廊以及便于大區域電網非同步互聯等特點，其已成為符 合我國國情的首選輸電方式。
[0003] 從2009年至今，我國已自主規劃、建設多條特高壓直流輸電線路，而現階段國家電 網公司在輸電線路電壓等級的選取上，采取"一刀切"的輸電策略，即：輸電距離在2000km以 上時，采用± 1100kV直流輸電方式;輸電距離在2000km以下時，主要采用± 800kV直流輸電 系統。未來幾年，特高壓換流變壓器的數量將明顯增加，但其中仍然存在許多絕緣問題，隨 著電壓等級從± 800kV提高到± 1100kV，這些絕緣問題將變得更加突出。一方面，換流變壓 器閥側繞組及出線裝置等部位在工況運行條件下，將同時承受交流、直流、交直流復合電 壓、沖擊電壓(操作沖擊、雷電沖擊、振蕩沖擊）、高次諧波以及極性反轉等多種電壓形式的 共同作用，絕緣結構設計十分復雜，這就使得換流變壓器內部局部放電發生的概率大大增 加;另一方面，在直流偏壓的情況下，設備絕緣內部空間電荷的積聚、迀移、消散特性將導致 換流變壓器的運行環境更為惡劣、油紙絕緣的損傷機理更為復雜。由此可見，實際工程應用 中，對于換流變壓器絕緣系統要求將有別于傳統交流變壓器，而目前油紙復合絕緣材料在 直流及交直流電壓形式下的局部放電特性問題尚缺乏試驗與理論支撐。

【發明內容】

[0004] 本發明旨在至少解決上述技術問題之一。
[0005] 為此，本發明的一個目的在于提出一種換流變壓器直流局部放電試驗的特征參數 提取方法，該方法能夠精確判斷換流變壓器內部結構是否存在缺陷，為實際工程應用提供 了極大便利。
[0006] 本發明的另一個目的在于提出一種換流變壓器直流局部放電試驗的特征參數提 取系統。
[0007] 為了實現上述目的，本發明第一方面的實施例提出了一種換流變壓器直流局部放 電試驗的特征參數提取方法，包括以下步驟:在換流變壓器直流局部放電過程中，獲取相鄰 兩次放電之間的時間間隔;將所述相鄰兩次放電之間的時間間隔替代交流放電中相位的概 念;根據傳統特征參量的放電量和放電次數構成不同統計特征譜圖；以及根據所述不同統 計特征譜圖判斷直流及交直流復合電壓下油紙絕緣缺陷類型和嚴重程度。
[0008] 根據本發明實施例的換流變壓器直流局部放電試驗的特征參數提取方法，利用相 鄰兩次放電之間的時間間隔來代替交流中相位的概念，同時結合傳統特征參量放電量和放 電次數構成不同統計特征譜圖，以表征直流及交直流復合電壓下油紙絕緣缺陷類型和嚴重 程度。該方法能夠精確判斷換流變壓器內部結構是否存在缺陷，為實際工程應用提供了極 大便利。
[0009] 另外，根據本發明上述實施例的換流變壓器直流局部放電試驗的特征參數提取方 法還可以具有如下附加的技術特征：
[0010] 在一些示例中，所述相鄰兩次放電之間的時間間隔由當前放電脈沖與前一次放電 脈沖之間的時間間隔以及當前放電脈沖與下一次放電脈沖之間的時間間隔構成。
[0011] 在一些示例中，所述不同統計特征譜圖包括直流及交直流復合電壓下油紙絕緣局 部放電統計參數。
[0012]
[0013] 為了實現上述目的，本發明第二方面的實施例公開了一種換流變壓器直流局部放 電試驗的特征參數提取系統，包括:獲取模塊，用于在換流變壓器直流局部放電過程中獲取 相鄰兩次放電之間的時間間隔；替代模塊，用于將所述相鄰兩次放電之間的時間間隔替代 交流放電中相位的概念;構成模塊，用于根據傳統特征參量的放電量和放電次數構成不同 統計特征譜圖；以及判斷模塊，用于根據所述不同統計特征譜圖判斷直流及交直流復合電 壓下油紙絕緣缺陷類型和嚴重程度。
[0014] 根據本發明實施例的換流變壓器直流局部放電試驗的特征參數提取系統，利用相 鄰兩次放電之間的時間間隔來代替交流中相位的概念，同時結合傳統特征參量放電量和放 電次數構成不同統計特征譜圖，以表征直流及交直流復合電壓下油紙絕緣缺陷類型和嚴重 程度。該系統能夠精確判斷換流變壓器內部結構是否存在缺陷，為實際工程應用提供了極 大便利。
[0015] 另外，根據本發明上述實施例的換流變壓器直流局部放電試驗的特征參數提取系 統還可以具有如下附加的技術特征：
[0016] 在一些示例中，所述相鄰兩次放電之間的時間間隔由當前放電脈沖與前一次放電 脈沖之間的時間間隔以及當前放電脈沖與下一次放電脈沖之間的時間間隔構成。
[0017] 在一些示例中，所述不同統計特征譜圖包括直流及交直流復合電壓下油紙絕緣局 部放電統計參數。
[0018]
[0019] 本發明的附加方面和優點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變 得明顯，或通過本發明的實踐了解到。
【附圖說明】
[0020] 本發明的上述和/或附加的方面和優點從結合下面附圖對實施例的描述中將變得 明顯和容易理解，其中：
[0021] 圖1是根據本發明一個實施例的換流變壓器直流局部放電試驗的特征參數提取方 法的流程圖；以及
[0022] 圖2是根據本發明一個實施例的換流變壓器直流局部放電試驗的特征參數提取系 統的結構框圖。
【具體實施方式】
[0023]下面詳細描述本發明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終 相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附 圖描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本發明，而不能理解為對本發明的限制。
[0024]在本發明的描述中，需要理解的是，術語"中心"、"縱向"、"橫向"、"上"、"下"、 "前"、"后"、"左"、"右"、"豎直"、"水平"、"頂"、"底"、"內"、"外"等指示的方位或位置關系為 基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗 示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對 本發明的限制。此外，術語"第一"、"第二"僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對 重要性。
[0025]在本發明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規定和限定，術語"安裝"、"相 連"、"連接"應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接;可 以是機械連接，也可以是電連接;可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是 兩個元件內部的連通。對于本領域的普通技術人員而言，可以具體情況理解上述術語在本 發明中的具體含義。
[0026] 以下結合附圖描述根據本發明實施例的換流變壓器直流局部放電試驗的特征參 數提取方法及系統。
[0027] 圖1是根據本發明一個實施例的換流變壓器直流局部放電試驗的特征參數提取方 法的流程圖。如圖1所示，根據本發明一個實施例的換流變壓器直流局部放電試驗的特征參 數提取方法，包括以下步驟：
[0028] 步驟S1:在換流變壓器直流局部放電過程中，獲取相鄰兩次放電之間的時間間隔， 例如記作At。
[0029] 其中，相鄰兩次放電之間的時間間隔At由當前放電脈沖與前一次放電脈沖之間 的時間間隔（記作Atpre)以及當前放電脈沖與下一次放電脈沖之間的時間間隔（記作A tsuc)構成。
[0030] 步驟S2:將相鄰兩次放電之間的時間間隔At替代交流放電中相位(記作q>)的概 念。
[0031 ]步驟S3:根據傳統特征參量的放電量(記作Q)和放電次數(記作n)構成不同統計特 征譜圖。
[0032]步驟S4:根據不同統計特征譜圖判斷直流及交直流復合電壓下油紙絕緣缺陷類型 和嚴重程度，也即判斷換流變壓器內部結構是否存在缺陷，及缺陷類型和嚴重程度。
[0033]在本發明的一個實施例中，不同統計特征譜圖例如包括直流及交直流復合電壓下 油紙絕緣局部放電統計參數。更為具體地，直流及交直流復合電壓下油紙絕緣局部放電統 計參數包括:放電量隨時間變化關系、放電次數與放電量關系、累計放電次數隨放電量的關 系、放電次數與相鄰兩次放電之間的時間間隔的關系、累計放電次數與兩次放電之間的時 間間隔的關系、當前放電量與下一次放電量之間的關系、當前放電量與前一次放電量之差 與下一次放電量與當前次放電量之差、前一次放電量與當前次放電量的關系、下一次放電 量與當前次放電量的關系、當前次放電與前一次放電之間的時間間隔與當前次放電量的關 系、當前次放電與下一次放電之間的時間間隔與當前次放電量的關系、平均放電量與當前 次與前一次放電時間間隔的關系、平均放電量與當前次與下一次放電時間間隔的關系，具 體例如下表1所示：
[0034]
[0036] 表 1
[0037] 也即，根據表1給出的直流及交直流復合電壓下油紙絕緣局部放電統計參數能夠 判斷換流變壓器內部結構是否存在缺陷，及缺陷類型和嚴重程度。
[0038] 綜上，根據本發明實施例的換流變壓器直流局部放電試驗的特征參數提取方法， 利用相鄰兩次放電之間的時間間隔來代替交流中相位的概念，同時結合傳統特征參量放電 量和放電次數構成不同統計特征譜圖，以表征直流及交直流復合電壓下油紙絕緣缺陷類型 和嚴重程度。該方法能夠精確判斷換流變壓器內部結構是否存在缺陷，為實際工程應用提 供了極大便利。
[0039] 本發明的進一步實施例還提出了一種換流變壓器直流局部放電試驗的特征參數 提取系統。
[0040] 圖2是根據本發明一個實施例的換流變壓器直流局部放電試驗的特征參數提取系 統的結構框圖。如圖2所示，根據本發明實施例的換流變壓器直流局部放電試驗的特征參數 提取系統100，包括:獲取模塊110、替代模塊120、構成模塊130及判斷模塊140。
[0041] 其中，獲取模塊110用于在換流變壓器直流局部放電過程中獲取相鄰兩次放電之 間的時間間隔，例如記作At。
[0042] 其中，相鄰兩次放電之間的時間間隔A t由當前放電脈沖與前一次放電脈沖之間 的時間間隔（記作Atpre)以及當前放電脈沖與下一次放電脈沖之間的時間間隔（記作A tsuc)構成。
[0043] 替代模塊120用于將相鄰兩次放電之間的時間間隔At替代交流放電中相位(記作 中）的概念。
[0044] 構成模塊130用于根據傳統特征參量的放電量(記作Q)和放電次數(記作n)構成不 同統計特征譜圖。
[0045] 判斷模塊140用于根據不同統計特征譜圖判斷直流及交直流復合電壓下油紙絕緣 缺陷類型和嚴重程度，也即判斷換流變壓器內部結構是否存在缺陷，及缺陷類型和嚴重程 度。
[0046] 在本發明的一個實施例中，不同統計特征譜圖例如包括直流及交直流復合電壓下 油紙絕緣局部放電統計參數。更為具體地，直流及交直流復合電壓下油紙絕緣局部放電統 計參數包括:放電量隨時間變化關系、放電次數與放電量關系、累計放電次數隨放電量的關 系、放電次數與相鄰兩次放電之間的時間間隔的關系、累計放電次數與兩次放電之間的時 間間隔的關系、當前放電量與下一次放電量之間的關系、當前放電量與前一次放電量之差 與下一次放電量與當前次放電量之差、前一次放電量與當前次放電量的關系、下一次放電 量與當前次放電量的關系、當前次放電與前一次放電之間的時間間隔與當前次放電量的關 系、當前次放電與下一次放電之間的時間間隔與當前次放電量的關系、平均放電量與當前 次與前一次放電時間間隔的關系、平均放電量與當前次與下一次放電時間間隔的關系。
[0047] 需要說明的是，本發明實施例的換流變壓器直流局部放電試驗的特征參數提取系 統的具體實現方式與本發明實施例的換流變壓器直流局部放電試驗的特征參數提取方法 的具體實現方式類似，具體請參見方法部分的描述，為了減少冗余，此處不再贅述。
[0048] 綜上，根據本發明實施例的換流變壓器直流局部放電試驗的特征參數提取系統， 利用相鄰兩次放電之間的時間間隔來代替交流中相位的概念，同時結合傳統特征參量放電 量和放電次數構成不同統計特征譜圖，以表征直流及交直流復合電壓下油紙絕緣缺陷類型 和嚴重程度。該系統能夠精確判斷換流變壓器內部結構是否存在缺陷，為實際工程應用提 供了極大便利。
[0049] 在本說明書的描述中，參考術語"一個實施例"、"一些實施例"、"示例"、"具體示 例"、或"一些示例"等的描述意指結合該實施例或示例描述的具體特征、結構、材料或者特 點包含于本發明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術語的示意性表述不 一定指的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結構、材料或者特點可以在任何 的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。
[0050] 盡管已經示出和描述了本發明的實施例，本領域的普通技術人員可以理解:在不 脫離本發明的原理和宗旨的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本 發明的范圍由權利要求及其等同限定。
【主權項】
1. 一種換流變壓器直流局部放電試驗的特征參數提取方法，其特征在于，包括以下步 驟： 在換流變壓器直流局部放電過程中，獲取相鄰兩次放電之間的時間間隔； 將所述相鄰兩次放電之間的時間間隔替代交流放電中相位的概念； 根據傳統特征參量的放電量和放電次數構成不同統計特征譜圖；以及 根據所述不同統計特征譜圖判斷直流及交直流復合電壓下油紙絕緣缺陷類型和嚴重 程度。2. 根據權利要求1所述的換流變壓器直流局部放電試驗的特征參數提取方法，其特征 在于，所述相鄰兩次放電之間的時間間隔由當前放電脈沖與前一次放電脈沖之間的時間間 隔以及當前放電脈沖與下一次放電脈沖之間的時間間隔構成。3. 根據權利要求1所述的換流變壓器直流局部放電試驗的特征參數提取方法，其特征 在于，所述不同統計特征譜圖包括直流及交直流復合電壓下油紙絕緣局部放電統計參數。4. 根據權利要求3所述的換流變壓器直流局部放電試驗的特征參數提取方法，其特征 在于，所述直流及交直流復合電壓下油紙絕緣局部放電統計參數包括:放電量隨時間變化 關系、放電次數與放電量關系、累計放電次數隨放電量的關系、放電次數與相鄰兩次放電之 間的時間間隔的關系、累計放電次數與兩次放電之間的時間間隔的關系、當前放電量與下 一次放電量之間的關系、當前放電量與前一次放電量之差與下一次放電量與當前次放電量 之差、前一次放電量與當前次放電量的關系、下一次放電量與當前次放電量的關系、當前次 放電與前一次放電之間的時間間隔與當前次放電量的關系、當前次放電與下一次放電之間 的時間間隔與當前次放電量的關系、平均放電量與當前次與前一次放電時間間隔的關系、 平均放電量與當前次與下一次放電時間間隔的關系。5. -種換流變壓器直流局部放電試驗的特征參數提取系統，其特征在于，包括： 獲取模塊，用于在換流變壓器直流局部放電過程中獲取相鄰兩次放電之間的時間間 隔； 替代模塊，用于將所述相鄰兩次放電之間的時間間隔替代交流放電中相位的概念； 構成模塊，用于根據傳統特征參量的放電量和放電次數構成不同統計特征譜圖；以及 判斷模塊，用于根據所述不同統計特征譜圖判斷直流及交直流復合電壓下油紙絕緣缺 陷類型和嚴重程度。6. 根據權利要求5所述的換流變壓器直流局部放電試驗的特征參數提取系統，其特征 在于，所述相鄰兩次放電之間的時間間隔由當前放電脈沖與前一次放電脈沖之間的時間間 隔以及當前放電脈沖與下一次放電脈沖之間的時間間隔構成。7. 根據權利要求5所述的換流變壓器直流局部放電試驗的特征參數提取系統，其特征 在于，所述不同統計特征譜圖包括直流及交直流復合電壓下油紙絕緣局部放電統計參數。8. 根據權利要求7所述的換流變壓器直流局部放電試驗的特征參數提取系統，其特征 在于，所述直流及交直流復合電壓下油紙絕緣局部放電統計參數包括:放電量隨時間變化 關系、放電次數與放電量關系、累計放電次數隨放電量的關系、放電次數與相鄰兩次放電之 間的時間間隔的關系、累計放電次數與兩次放電之間的時間間隔的關系、當前放電量與下 一次放電量之間的關系、當前放電量與前一次放電量之差與下一次放電量與當前次放電量 之差、前一次放電量與當前次放電量的關系、下一次放電量與當前次放電量的關系、當前次 放電與前一次放電之間的時間間隔與當前次放電量的關系、當前次放電與下一次放電之間 的時間間隔與當前次放電量的關系、平均放電量與當前次與前一次放電時間間隔的關系、 平均放電量與當前次與下一次放電時間間隔的關系。
【文檔編號】G01R31/12GK106054040SQ201610560187
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年7月13日
【發明人】周遠翔, 劉心曲, 曾向君, 張福增, 王國利, 羅兵, 徐永生
【申請人】南方電網科學研究院有限責任公司, 清華大學