一种GIS设备局部放电危险程度评估算法

技术领域

本发明属于GIS输电工程局部放电带电检测领域，具体是一种GIS设备局部放电危险程度评估算法。

背景技术

GIS是气体绝缘全封闭组合电器的英文简称。GIS由断路器、隔离开关、接地开关、互感器、避雷器、母线、连接件和出线终端等组成，这些设备或部件全部封闭在金属接地的外壳中，在其内部充有一定压力的SF6绝缘气体，故也称SF6全封闭组合电器。局部放电是在电场作用下,高压电气设备绝缘系统中只有部分区域发生放电,但没有贯穿施加电压的导体之间的区域,即尚未击穿,这种现象称为局部放电。它可以表现为绝缘内气体掺入物的击穿、小范围内固体或液体介质的局部击穿或固体介质的沿面放电等。

目前大部分变电站的GIS设备都安装了局部放电在线监测系统或者定期开展了带电检测工作，对GIS设备的局放状态分析成为状态检修重要的手段，GIS设备局部放电状态分析工作具有较强的专业性和技术难度，需要懂得一定的电磁波理论、高电压理论和丰富的经验。但是要将检测或监测的数据，分析转化为检修策略，缺乏量化的计算方法。

一方面，由于局部放电的危险程度与局放类型、局放位置、持续性等因素有关，分析因素复杂。另一方面，现有分析方法，主要是利用已有经验对数据和图谱进行初步的定性判断，检修策略的结论比较模糊，并缺乏依据。

发明内容

本发明的目的是为了提供一种对多种因素赋予不同的权重，进而对局部放电的危险程度进行评估，以得到相应的检修策略建议的GIS设备局部放电危险程度评估方法，能很好的解决现有技术中GIS设备局部放电危险程度，缺乏量化指标，从而不能准确、直观、高效的对局部放电的危险程度进行评估，进而影响后续措施介入的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种GIS设备局部放电危险程度评估算法，在GIS输电设备内部发生局部放电的情况下，利用检测的信号数据，综合考虑信号的一种或多种因素，结合不同的权重因子，进行局部放电危险程度的评估。

时间差计算法(time diffrence of arrival,TDA)1可以精确地测量两个传感器接收到信号的时间差,根据电磁波的传播速度,计算放电源的位置。放电源激发的电磁波在GIS气室中传播,对于不同位置的传感器,接收到局放信号的起始时间不一样,利用传感器之间的距离和信号到达传感器的时间差可以确定局放源的位置

利用检测的特高频信号数据和时差法定位结果，考虑信号的持续性、局放的类型、局放的幅值、局放的放电率其中的一种或多种因素，对局部放电的危险程度进行评估，并得到相应的检修策略建议。

在进行局部放电危险程度的评估时，采用以下步骤：

步骤1：获取各个不同的权重因子；

步骤2：进行危险程度分值的计算；

步骤3：进行风险等级的划分，提出处理建议。

在步骤1中进行权重因子的获得时，分别获取缺陷类型的风险权重、局放信号持续性的风险权重、局放源幅值的风险权重、局放源放电率的风险权重。

将缺陷类型的风险权重定为A，分别设定悬浮电位放电、金属颗粒放电、绝缘内部缺陷放电、绝缘表面污秽放电、尖端放电的风险分值。

将局部信号持续性的风险权重定为B，分别设定持续不断放电、分钟级持续放电、小时级持续放电、天数级持续放电、无规律非持续放电的风险分值。

将局放源幅值的风险权重定为C，分别设定幅值为-20dBm以上、幅值为-35dBm～-20dBm、幅值为-50dBm～-35dBm、幅值为-60dBm～-50dBm、幅值为-60dBm以下的风险分值。

将局放源放电率的风险权重定为D，设定放电率在80％以上、放电率为60％～80％、放电率为40％～60％、放电率为20％～40％、放电率为0％～20％的风险分值。

其中，A+B+C+D＝100％。

在步骤2中，在进行危险程度分值的计算时，采用的计算公式为：危险程度分值＝缺陷类型风险分值×缺陷类型风险权重+信号持续性风险分值×信号持续性风险权重+局放源幅值风险分值×局放源幅值风险权重+局放源放电率风险分值×局放源放电率风险权重。

在步骤3中，在进行风险等级的划分时，风险等级根据算法计算得出的危险程度分值分为五级，分别为：高风险(80～100)，需尽快安排解体检修；较高风险(60～79)，需根据检修计划安排解体检修；中等风险(40～59)，重点监测并及时定位评估；较低风险(20～39)，持续跟踪并注意关注趋势；低风险(0～19)，不做处理。

与现有技术相比，本发明具有如下技术效果：

1)本发明考虑了多方面的因素，并给这些因素赋予不同的权重因子，使得能更加全面、客观的对GIS输电设备局部放电的危险程度进行评估；

2)本发明能很好的解决现有技术中GIS设备局部放电危险程度，缺乏量化指标，从而不能准确、直观、高效的对局部放电的危险程度进行评估；

3)本发明所得出的评估结果具有较高的可靠性，且可参考性强，对后续措施的指导性强，能更好的使后续措施的介入并安全、可靠、搞笑的解决风险；

4)缺陷类型的风险权重、局放信号持续性的风险权重、局放源幅值的风险权重、局放源放电率的风险权重，基于长期在线监测/检测结果和局部放电产生及发展的机理，结合行业专家意见而得出，相比单纯经验评估更具有科学性；

5)缺陷类型的风险分值、局放信号持续性风险分值、局放幅值风险分值和局放放电率风险分值，基于长期在线监测/检测结果和局部放电产生及发展的机理，结合行业专家意见而得出，相比单纯经验评估更具有科学性。

具体实施方式

一种GIS设备局部放电危险程度评估算法，在GIS输电设备内部发生局部放电的情况下，利用检测的信号数据，综合考虑信号的一种或多种因素，结合不同的权重因子，进行局部放电危险程度的评估。

利用检测的特高频信号数据和时差法定位结果，考虑信号的持续性、局放的类型、局放的幅值、局放的放电率其中的一种或多种因素，对局部放电的危险程度进行评估，并得到相应的检修策略建议。

在进行局部放电危险程度的评估时，采用以下步骤：

步骤1：获取各个不同的权重因子；

步骤2：进行危险程度分值的计算；

步骤3：进行风险等级的划分。

在步骤1中进行权重因子的获得时，分别获取缺陷类型的风险权重、局放信号持续性的风险权重、局放源幅值的风险权重、局放源放电率的风险权重。

其中，缺陷类型的风险权重为30％，悬浮电位放电的风险分值为50～60，金属颗粒放电的风险分值为80～90，绝缘内部缺陷放电的风险分值为70～80，绝缘表面污秽放电的风险分值为90～100，尖端放电的风险分值为70～80。

其中，局放信号持续性的风险权重为30％，持续不断放电的风险分值为80～100，分钟级持续放电的风险分值为60～80，小时级持续放电的风险分值为40～60，天数级持续放电的风险分值为20～40，无规律非持续放电的风险分值为0～20。

其中，局放源幅值的风险权重为25％，幅值为-20dBm以上的风险分值为80～100，幅值为-35dBm～-20dBm的风险分值为60～80，幅值为-50dBm～-35dBm的风险分值为40～60，幅值为-60dBm～-50dBm的风险分值为20～40，幅值为-60dBm以下的风险分值为0～20。

其中，局放源放电率的风险权重为15％，放电率在80％以上的风险分值为80～100，放电率为60％～80％的风险分值为60～80，放电率为40％～60％的风险分值为40～60，放电率为20％～40％的风险分值为20～40，放电率为0％～20％的风险分值为0～20。

其中，A+B+C+D＝100％。

在步骤2中，在进行危险程度分值的计算时，采用的计算公式为：危险程度分值＝缺陷类型风险分值×缺陷类型风险权重+信号持续性风险分值×信号持续性风险权重+局放源幅值风险分值×局放源幅值风险权重+局放源放电率风险分值×局放源放电率风险权重。

在步骤3中，在进行风险等级的划分时，风险等级根据算法计算得出的危险程度分值分为五级，分别为：高风险(80～100)，需尽快安排解体检修；较高风险(60～79)，需根据检修计划安排解体检修；中等风险(40～59)，重点监测并及时定位评估；较低风险(20～39)，持续跟踪并注意关注趋势；低风险(0～19)，不做处理。

以向家坝电站某GIS设备为例，提供以下实施例：

危险程度分值计算公式如下：

危险程度分值＝缺陷类型风险分值×缺陷类型风险权重+信号持续性风险分值×信号持续性风险权重+局放源幅值风险分值×局放源幅值风险权重+局放源放电率风险分值×局放源放电率风险权重。

OCU12B危险程度分值＝70×30％+100×30％+60×25％+50×15％＝72；

其中，OCU12B为局部放电在线监测传感器的编号，表示局部放电在线监测系统的第12号监测单元在B相位置的传感器。

检修策略建议：根据检修计划安排解体检修。

实际工作中，在大修期间对该位置绝缘盆进行更换，更换后局放信号未在出现，拆卸下来的绝缘盆表面有较多粉尘脏污。