1.本发明属于变压器套管绝缘状态评估领域，具体涉及一种基于放大电路的变压器套管局部放电风险评估方法。
背景技术：
2.变压器套管的安全运行是保证电力稳定供应的基础，它是输变电系统中的一个重要组成部分，它的故障会引发严重的生产事故，造成重大损失，所以确保其正常稳定工作是保障电力系统安全运行的重要任务。
3.随着城市建设的不断发展，城市规模和人口的增长带来了更多的电力容量需求，变压器套管常常会承受过负荷，变压器套管作为电力系统中的薄弱环节，受过电压冲击日益严重，随着运行时间的增长，变压器套管局部放电问题日益突出，而持续加剧的局部放电将带来严重的变压器套管故障，因此，对变压器套管局部放电进行风险评估，为变压器套管维护提供参考依据，能有效保障电力系统安全可靠运行，因此，急需一种基于放大电路的变压器套管局部放电风险评估方法。
技术实现要素：
4.为了对变压器套管绝缘故障有效诊断并进行故障定位，本发明提供一种基于放大电路的变压器套管局部放电风险评估方法，包括如下步骤：
5.第一步：搭建试验平台
6.搭建放大高压信号下的变压器套管局部放电风险评估试验平台，由高压直流电源(1)、高频接地开关(2)、限流电阻(3)、电源连接开关(4)、谐振电感(5)、变压器套管(6)、一号绝缘支架(7a)、二号绝缘支架(7b)、金属夹(8)、耦合电容(9)、局部放电检测模块(10)、检测阻抗(11)、综合接地(12)、温度控制箱(13)组成；
7.变压器套管(6)由一号绝缘支架(7a)和二号绝缘支架(7b)支撑，并放置在温度控制箱(13)中，变压器套管(6)中心导杆与谐振电感(5)、耦合电容(9)连接，金属夹(8)夹在变压器套管(6)中间伞裙上，金属夹(8)并与综合接地(12)连接，高压直流电源(1)负极与综合接地(12)连接，高压直流电源(1)正极与电源连接开关(4)、限流电阻(3)连接，限流电阻(3)与高频接地开关(2)串联后再与综合接地(12)连接，电源连接开关(4)与谐振电感(5)连接，耦合电容(9)与检测阻抗(11)串联后再与综合接地(12)连接，局部放电检测模块(10)连接至耦合电容(9)与检测阻抗(11)间；
8.第二步：获取局部放电数据
9.断开高频接地开关(2)，设置温度控制箱(13)温度为25℃，待显示温度为25℃两小时后，闭合电源连接开关(4)，调整高压直流电源(1)输出电压至变压器套管(6)额定电压，当电压波动值小于额定电压的1％时，开启接高频地开关(2)，设置高频接地开关(2)的动作时间为1μs，由变压器套管自身电容和谐振电感(5)发生串联谐振，产生1.7倍额定电压，通过局部放电检测模块(10)记录变压器套管20min的局部放电(相位-放电能量-放电次
数)三维谱图；
10.第三步：获取变压器套管局部放电特征参量
11.基于三维谱图形成分辨率为256
×
256的(放电能量-相位)正半周灰度谱图和(放电能量-相位)负半周灰度谱图，灰度值计算公式如下：
[0012][0013]
式中，i、j表示灰度谱图的坐标点，n
i,j
为该点的放电次数，n
max
为灰度谱图中最大放电次数；
[0014]
对(放电能量-相位)正半周灰度谱图进行归一化处理得到归一化谱图f
+
(x,y)，对(放电能量-相位)负半周灰度谱图进行归一化处理得到归一化谱图f-(x,y)；
[0015]
使用极坐标表示方法rcos(θ)和rcos(θ)对f
+
(x,y)和f-(x,y)进行转化，得到极坐标形式下的f
+
(r,θ)和f-(r,θ)；
[0016]
计算变压器套管局部放电特征矩模值：
[0017][0018][0019]
式中，q为图像f(r,θ)在相位空间[0,2π]中的第q个特征，m为尺度因子，m取1、2、3，n为位移因子，n取1、2、3，ψ
m,n
(r)为基函数：
[0020][0021]
计算(放电能量-相位)正半周灰度谱图偏斜度sk1、(放电能量-相位)负半周灰度谱图偏斜度sk2；
[0022]
计算(放电能量-相位)正半周灰度谱图陡峭度ku1、(放电能量-相位)负半周灰度谱图陡峭度ku2；
[0023]
第四步：获取变压器套管局部放电风险评估因子
[0024]
计算变压器套管局部放电谱图特征矩阵模值因子w：
[0025][0026]
计算变压器套管局部放电评估系数λ：
[0027][0028]
第五步：获取变压器套管局部放电风险评估指标
[0029]
计算变压器套管局部放电风险评估指标η：
[0030]
η＝λ
·
log
10
(w)
ꢀꢀꢀ
(6)
[0031]
得到变压器套管局部放电风险评估指标η，对变压器套管局部放电风险进行评估。
附图说明
[0032]
图1为基于放大电路的变压器套管局部放电风险评估流程图。
[0033]
图2为基于放大电路的变压器套管局部放电风险评估试验平台示意图。
具体实施方式
[0034]
下面结合附图与案例对本发明的实施流程作进一步详述。
[0035]
第一步：搭建试验平台
[0036]
搭建放大高压信号下的变压器套管局部放电风险评估试验平台，由高压直流电源(1)、高频接地开关(2)、限流电阻(3)、电源连接开关(4)、谐振电感(5)、变压器套管(6)、一号绝缘支架(7a)、二号绝缘支架(7b)、金属夹(8)、耦合电容(9)、局部放电检测模块(10)、检测阻抗(11)、综合接地(12)、温度控制箱(13)组成；
[0037]
变压器套管(6)由一号绝缘支架(7a)和二号绝缘支架(7b)支撑，并放置在温度控制箱(13)中，变压器套管(6)中心导杆与谐振电感(5)、耦合电容(9)连接，金属夹(8)夹在变压器套管(6)中间伞裙上，金属夹(8)并与综合接地(12)连接，高压直流电源(1)负极与综合接地(12)连接，高压直流电源(1)正极与电源连接开关(4)、限流电阻(3)连接，限流电阻(3)与高频接地开关(2)串联后再与综合接地(12)连接，电源连接开关(4)与谐振电感(5)连接，耦合电容(9)与检测阻抗(11)串联后再与综合接地(12)连接，局部放电检测模块(10)连接至耦合电容(9)与检测阻抗(11)间；
[0038]
第二步：获取局部放电数据
[0039]
断开高频接地开关(2)，设置温度控制箱(13)温度为25℃，待显示温度为25℃两小时后，闭合电源连接开关(4)，调整高压直流电源(1)输出电压至变压器套管(6)额定电压，当电压波动值小于额定电压的1％时，开启接高频地开关(2)，设置高频接地开关(2)的动作时间为1μs，由变压器套管自身电容和谐振电感(5)发生串联谐振，产生1.7倍额定电压，通过局部放电检测模块(10)记录变压器套管20min的局部放电 (相位-放电能量-放电次数)三维谱图；
[0040]
第三步：获取变压器套管局部放电特征参量
[0041]
基于三维谱图形成分辨率为256
×
256的(放电能量-相位)正半周灰度谱图和(放电能量-相位)负半周灰度谱图，灰度值计算公式如下：
[0042][0043]
式中，i、j表示灰度谱图的坐标点，n
i,j
为该点的放电次数，n
max
为灰度谱图中最大放电次数；
[0044]
对(放电能量-相位)正半周灰度谱图进行归一化处理得到归一化谱图f
+
(x,y)，对(放电能量-相位)负半周灰度谱图进行归一化处理得到归一化谱图f-(x,y)；
[0045]
使用极坐标表示方法rcos(θ)和rcos(θ)对f
+
(x,y)和f-(x,y)进行转化，得到极坐标形式下的f
+
(r,θ)和f-(r,θ)；
[0046]
计算变压器套管局部放电特征矩模值：
[0047]
[0048][0049]
式中，q为图像f(r,θ)在相位空间[0,2π]中的第q个特征，m为尺度因子，m取1、2、3，n为位移因子，n取1、2、3，ψ
m,n
(r)为基函数：
[0050][0051]
计算(放电能量-相位)正半周灰度谱图偏斜度sk1、(放电能量-相位)负半周灰度谱图偏斜度sk2；
[0052]
计算(放电能量-相位)正半周灰度谱图陡峭度ku1、(放电能量-相位)负半周灰度谱图陡峭度ku2；
[0053]
第四步：获取变压器套管局部放电风险评估因子
[0054]
计算变压器套管局部放电谱图特征矩阵模值因子w：
[0055][0056]
计算变压器套管局部放电评估系数λ：
[0057][0058]
第五步：获取变压器套管局部放电风险评估指标
[0059]
计算变压器套管局部放电风险评估指标η：
[0060]
η＝λ
·
log
10
(w)
ꢀꢀꢀ
(6)
[0061]
得到变压器套管局部放电风险评估指标η，对变压器套管局部放电风险进行评估。