第 3 3卷第 1 9期 2 0 8 2 0 1 3年 7月 5日

中

国

电

机

工

程

学

报

V o 1 . 3 3 No . 1 9 J u 1 . 5, 2 0 1 3

P r o c e e d i n g s o f t h e CS EE

￣2 0 1 3 C h i n . S o c . f o r E l e c . E n g .

文章编号：0 2 5 8 . 8 0 1 3( 2 0 1 3 )1 9 . 0 2 0 8 . 0 7

中图分类号：T M 8 5 5

文献标志码：A

学科分类号：4 7 0 . 4 0

变电站局部放电特高频信号时延的双谱估计算法 侯慧娟 l,盛戈嗥，苗培青 2,李秀卫 2,江秀臣 ( 1 .上海交通大学电气工程系，上海市闵行区 2 0 0 2 4 0;2 .山东电力研究院，山东省济南市 2 5 0 0 0 2 ) Ti me— d e l a y Es t i ma t i o n Al g o r i t hm o f Pa r t i a l Di s c h a r g e UHF S i g na l s i n S ubs t a t i o n Ba s e d o n Bi s pe c t r um

HOU H u i j u a n , S H E NG G e h a o , MI AO P e i q i n g , L I Xi u we i , J I ANG X i u c h e n ( 1 . De p a r t me n t o f E l e c t r i c a l E n g i n e e i r n g, S h a n g h a i J i a o T o n g U n i v e r s i t y, Mi n h a n g D i s t r i c t, S h a n g h a i 2 0 0 2 4 0, C h i n a; 2 . S h nd a o n g E l e c t r i c P o w e r Re s e a r c h I n s t i t u t e, J i n a n 2 5 0 0 0 2, S h a n d o n g P r o v i n c e, C h i n a ) ABS TRACT: T i me d e l a y e s t i ma t i o n i s t h e b a s i s o f t h e

关键词：局部放电；特高频；时延估计；双谱；定位算法

l o c a l i z a t i o n a l g o r i t h m or f p a r t i a l d i s c h a r g e ( P D ) b a s e d o n t i me d i fe r e n c e i n s u b s t a t

i o n,a n d i t i s t h e k e y t o he t l o c a l i z a t i o n a c c u r a c y . T h e o r e t i c a l b a s i s o f b i s p e c t r u m t i me d e l a y e s t i ma t i o n wa s d e s c ib r e d, nd a t h e c o mp u t a t i o n a l n u me r i c a l

0 引言 局部放电( p a r t i a l d i s c h a r g e,P D)既是绝缘劣化 的征兆和表现形式，又是绝缘进一步劣化的原因，

i mp l e me n t a t i o n s t e p s o f t h e p a r a me ri t c b i s p e c t r u m t i me e s t i ma t i o n a l g o it r h m wa s g i v e n .I n t h e s i mu l a t i o n t e s t,

因此局部放电检测是目前绝缘检测与诊断的最有效的方法之一【 l J。特高频电磁波具有抗干扰性强、 灵敏度高和传播速度稳定等优点【 2],将其应用于局部放电定位及故障诊断是当前的热点问题[ 3 们。 时延估计是基于时间差的信号源定位算法的基础，也是决定定位精度的关键。目前常用的时延估计方法主要有阈值法、能量积累法和相关分析法 等[ _ 引。

s i mu l a t e d s i g n a l s o f he t UHF c a u s e d b y p a r t i a l d i s c h a r g e,

wh i c h we r e s i mu l a t e d b y d o u b l e e x p o n e n t i a l o s c i l l a t i o n d e c a y f u n c t i o n, nd a n o i s e d b y Ga u s s i o n p r o g r e s s a n d p e io r d s i g n a l s,

we r e u s e d or f v e r i f y i n g he t a c c u r a c y o f t h i s a l g o r i t h m. F i n a l l y t h e a l g o i r t h m wa s u s e d t o c a l c u l a t e t i me d e l a y o f t

h e i f e l d P D s i g n a l s, a n d t h e s e q u e n c e o f t h e d e l a y wa s a p p l i e d t o s u b s t a t i o n P D l o c a l i z a t i o n b a s e d o n nt a e n n a a r r a y . T h e P D s o u r c e l o c a t i o n

c o u l d b e e s t i ma t e d, S O t h e e fe c t i v e n e s s a n d p r a c t i c a l i y t o f t h e a l g o r i t m h h a s b e e n v e if r i e d .

阈值法把信号幅值超过设定阈值的时刻作为信号的波头时刻；能量积累法通过寻找接收信号的能量积累曲线的拐点作为信号的波头时刻，将多个不同位置的传感器接收到信号的波头时刻的差值作为信号时延估计。相关分析法计算 2个不同位置的传感器接收到的信号的互协方差函数，理论上互协方差函数取最大值的时刻，可以作为两路信号的 时延估计 L l 。

KE Y W OR DS: p a r t i a l d i s c h a r g e ( P D ); u l r t a - h i g h f r e q u e n c y; t i me d e l a y e s t i ma t i o n; b i s p e c t r u m; l o c a l i z a t i o n a l g o it r h m

摘要：时延估计是基于时间差法的变电站局部放电空间定位算法的基础，也是决定定位精度的关键。阐述了双谱时延估

计的理论基础，给出了参数化双谱时延估计算法的数值实现步骤。利用双指数振荡衰减函数模拟局部放电特高频信号， 并加入高斯噪声及定频信号干扰，计算两路模拟信号之间的

时延，验证了该算法的准确性。最后针对基于天线阵列的变

基于特高频电磁波的局部放电检测定位系统

电站局放定位系统，现场实测 4路特高频电磁波信号，基于 所提出的时延估计算法计算不同位置的天线接收到特高频信号的时延，并将该时延序列估算出局部放电源的空间位置，从而验证了该算法的有效性和实用性。 基金项目：国家高技术研究发展计划项目f 8 6 3计划) ( S S 2 0 1

2 A A 0 5 0 8 0 3 );上海市科委项目资助 ( 1 0 d z 1 2 0 3 0 0 0 )。 Na i t o n a l H i g h T e c h n o l o g y R e s e a r c h a n d De v e l o p me n t P r o g r a m( 8 6 3

中，使用一组超宽带全向天线阵列来接收局部放电辐射的电磁波信号，并使用高速信号采集系统对天线接收到的信号进行采集和存储。变电站现场检测的局部放电信号数据中通常包含白噪声、随机脉冲 干扰，并由于信号采集系统的采样率限制，采集到

的信号中包含周期性窄带干扰等干扰信号【 】。当干 扰信号较大，信噪比较低，甚至信号被噪声掩埋时， 用阈值法和能量都不能准确得到信号的波头时刻。

P r o g r a m) ( S S 2 0 1 2 A A 0 5 0 8 0 3 );S h a n g h a i S c i e n c e a n d T e c no h l o g y P r o j e c t ( 1 0 d z 1 2 0 3 0 0 0 ) .