一种多放电源情况下变压器局部放电类型识别方法技术

一种多放电源情况下变压器局部放电类型识别方法，包括特征参量样本数据库的建立与多放电源下模式识别。数据库的建立步骤为：(1)建立模拟变压器典型缺陷的实验室模型，测量各缺陷模型的局部放电信息；(2)根据测量的局部放电信息，计算局部放电模式识别特征参量，构建特征参量样本数据库。多放电源下的模式识别步骤为：(a)测量待识别局部放电信息，计算脉冲电流波形的1阶等效时长T1、1阶等效频宽F1及信号变化率sv，绘制T1-F1、T1-sv、F1-sv二维谱图；(b)选取T1-F1、T1-sv、F1-sv谱图中分离性最佳的一种，然后采用指定各局部放电点区域椭圆轮廓的方法提取单一放电源的局部放电信息；(c)计算模式识别特征参量，通过与特征参量样本数据库中的样本数据对比识别局部放电类型。

【技术实现步骤摘要】
一种多放电源情况下变压器局部放电类型识别方法
本专利技术属于电力设备绝缘状态评估
，具体涉及一种多放电源情况下变压器局部放电类型识别方法。
技术介绍
实际运行经验表明，绝缘劣化是造成变压器故障的主要原因，因此对变压器的绝缘状况进行有效评估，进而在故障前期及早发现缺陷，并合理安排检修，对电力系统的安全、稳定运行具有重大的意义。国内外电网运行经验均表明，绝缘故障早期的主要表现形式是局部放电，它既是引起绝缘劣化的主要原因，又是表征绝缘状况的特征量。因此国内外普遍将局部放电检测作为诊断设备绝缘状况的重要有效手段。尽管变压器内可能发生局部放电的部位众多，但根据不同的放电机理，可将缺陷归结为尖端缺陷、固/液沿面缺陷及固体绝缘内部气隙缺陷缺陷三种类型。由于不同类型放电的放电量及发生的位置不同，其造成的危害也不相同，因此准确识别放电缺陷的类型对准确判断绝缘状况意义重大。目前许多学者针对单一放电源的模式识别做了大量工作，并获得了较好的结果，但是由于变压器内部可能同时存在多个放电源，多个放电源的PRPD谱图叠加在一起，提取的特征参量具有多个放电源的特征，分类器往往不能给出准确的识别结果。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决统计参量难以用于存在多放电源情况时的模式识别的问题，提供了一种多放电源情况下变压器局部放电类型识别方法。为了实现上述目的，本专利技术采用如下的技术方案：一种多放电源情况下变压器局部放电类型识别方法，包括特征参量样本数据库的建立与多放电源下模式识别两部分；其中，特征参量样本数据库的建立，包括如下步骤：(1)在实验室内建立模拟变压器尖端、固/液沿面及固体绝缘内部气隙的典型缺陷模型，采用宽频带局部放电测量装置测量三个典型缺陷模型在不同外施电压及施加电压时间下的局部放电信息，测量的局部放电信息包括局部放电脉冲电流波形、放电相位、视在放电量、放电时间，并绘制局部放电的PRPD谱图、平均放电量-相位谱图、放电重复率-相位谱图放电重复率-放电量谱图H(q)；(2)根据局部放电的PRPD谱图计算得到放电起始相位、放电熄灭相位、相位宽度、放电重复率、放电量平均值、放电量标准差、相位重心；分别计算平均放电量-相位谱图、放电重复率-相位谱图的正负半轴的偏斜度、陡峭度、峰点数、放电量不对称度、相关系数；计算放电重复率-放电量谱图H(q)的正负放电量的偏斜度、陡峭度、威布尔形状参数、威布尔尺度参数；将上述参量作为模式识别特征参量，通过多次实验与参量计算形成表征三种缺陷类型的样本数据库；多放电源下模式识别，包括以下步骤：(a)测量待识别放电源的局部放电放电信息，包括局部放电脉冲电流波形、放电相位、视在放电量、放电时间，计算局部放电脉冲电流波形的1阶等效时长T1、1阶等效频宽F1及信号变化率sv，将T1、F1、sv两两组合绘制T1-F1、T1-sv及F1-sv三组二维谱图；(b)观察局部放电点在T1-F1、T1-sv及F1-sv三组二维谱图中的分布，若局部放电点由多个放电源产生，且每个区域局部放电点由同一放电源产生，调至步骤(c)；若局部放电点由单一放电源产生，直接跳到步骤(d)进行放电类型识别；(c)若局部放电点在T1-F1、T1-sv及F1-sv谱图中呈现多区域分布，假定为C个区域，从T1-F1、T1-sv及F1-sv三组谱图选取区域内集中、区域间分离性最佳的一组，为不失一般性假定分离性最佳的谱图为S1-S2谱图；在S1-S2谱图中指定C个区域局部放电点的椭圆轮廓，依次判断各局部放电点位于哪个椭圆轮廓内，得到包含于各个椭圆轮廓内的局部放电点，进一步从测量的混合局部放电信息中提取出C个单一放电源的局部放电信息，该局部放电信息与上述步骤(a)中相同；通过上述步骤，可以实现局部放电信息的多源放电分离；(d)根据步骤(c)中提取得到的单一放电源的局部放电信息，绘制局部放电的PRPD谱图、平均放电量-相位谱图、放电重复率-相位谱图放电重复率-放电量谱图H(q)，计算前述模式识别特征参量，通过与特征参量样本数据库中的样本数据对比识别局部放电类型。本专利技术进一步改进在于，局部放电点在T1-F1、T1-sv及F1-sv谱图中呈现多区域分布，其中，多区域分布表明缺陷内包含多个放电源，每一个区域对应由单一放电源产生的局部放电点。本专利技术进一步改进在于，在S1-S2谱图中指定各区域局部放电点的椭圆轮廓中，编制指定椭圆轮廓界面，在界面上绘制S1-S2谱图，进一步根据局部放电点在谱图中的多区域性分布，在S1-S2谱图上指定包围各区域局部放电点的椭圆轮廓。本专利技术进一步改进在于，指定各区域局部放电点的椭圆轮廓，是点选椭圆的长轴两个端点与短轴一个端点。本专利技术进一步改进在于，从测量的混合局部放电信息中提取出C个单一放电源的局部放电信息，得到包含于各个椭圆轮廓内的局部放电点后，根据局部放电脉冲电流波形、放电相位、视在放电量、放电时间数据与S1、S2数据的顺序对应关系，提取出第1到C个放电源的上述局部放电信息。本专利技术进一步改进在于，计算局部放电脉冲电流波形s(t)的1阶等效时长T1、1阶等效频宽F1及信号变化率sv，T1、F1及sv的计算方法为：式中：s(i)表示局部放电脉冲电流波形s(t)的第i个采样点；ti为对应的采样时刻；t0为时间重心；N为总的采样点数目；FT(fi)表示s(t)傅里叶变换得到的频谱，fi为傅里叶变换后的第i个频率点；FS为采样频率；f0为频率重心；对于一次局部放电测量，计算后的T1、F1及sv分别构成一组列向量，假定共测量到M次局部放电脉冲电流波形，则T1、F1及sv的维数为M*1。与现有技术相比，本专利技术具有以下的有益效果：1、包含信息量高：多源放电分离中采用T1、F1、sv三个特征参量，较以往采用二阶等效时长、二阶等效频宽两个特征参量包含的局部放电波形信息量更高，分离效果更优；2、分离算法简单：采用的“指定各区域局部放电点椭圆轮廓的多源放电分离方法”，根据用户指定的椭圆长轴、短轴端点坐标，只需判断局部放电点是否位于椭圆内即可，计算方法简单易于实现；且克服了模糊C均值等聚类方法在各类样本数相差较大时错误聚类的缺点。综上所述，本专利技术采用“指定各区域局部放电点椭圆轮廓的多源放电分离方法”，通过对T1-F1、T1-sv、F1-sv谱图的多区域划分，实现多放电源放电信息的分离，进而识别出混合放电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多放电源情况下变压器局部放电类型识别方法，其特征在于，包括特征参量样本数据库的建立与多放电源下模式识别两部分；其中，特征参量样本数据库的建立，包括如下步骤：(1)在实验室内建立模拟变压器尖端、固/液沿面及固体绝缘内部气隙的典型缺陷模型，采用宽频带局部放电测量装置测量三个典型缺陷模型在不同外施电压及施加电压时间下的局部放电信息，测量的局部放电信息包括局部放电脉冲电流波形、放电相位、视在放电量、放电时间，并绘制局部放电的PRPD谱图、平均放电量‑相位谱图、放点重复率‑相位谱图放电重复率‑放电量谱图H(q)；(2)根据局部放电的PRPD谱图计算得到放电起始相位、放电熄灭相位、相位宽度、放电重复率、放电量平均值、放电量标准差、相位重心；分别计算平均放电量‑相位谱图、放电重复率‑相位谱图的正负半轴的偏斜度、陡峭度、峰点数、放电量不对称度、相关系数；计算放电重复率‑放电量谱图H(q)的正负放电量的偏斜度、陡峭度、威布尔形状参数、威布尔尺度参数；将上述参量作为模式识别特征参量，通过多次实验与参量计算形成表征三种缺陷类型的样本数据库；多放电源下模式识别，包括以下步骤：(a)测量待识别放电源的局部放电放电信息，包括局部放电脉冲电流波形、放电相位、视在放电量、放电时间，计算局部放电脉冲电流波形的1阶等效时长T1、1阶等效频宽F1及信号变化率sv，将T1、F1、sv两两组合绘制T1‑F1、T1‑sv及F1‑sv三组二维谱图；(b)观察局部放电点在T1‑F1、T1‑sv及F1‑sv三组二维谱图中的分布，若局部放电点由多个放电源产生，且每个区域局部放电点由同一放电源产生，调至步骤(c)；若局部放电点由单一放电源产生，直接跳到步骤(d)进行放电类型识别；(c)若局部放电点在T1‑F1、T1‑sv及F1‑sv谱图中呈现多区域分布，假定为C个区域，从T1‑F1、T1‑sv及F1‑sv三组谱图选取区域内集中、区域间分离性最佳的一组，为不失一般性假定分离性最佳的谱图为S1‑S2谱图；在S1‑S2谱图中指定C个区域局部放电点的椭圆轮廓，依次判断各局部放电点位于哪个椭圆轮廓内，得到包含于各个椭圆轮廓内的局部放电点，进一步从测量的混合局部放电信息中提取出C个单一放电源的局部放电信息，该局部放电信息与上述步骤(a)中相同；通过上述步骤，可以实现局部放电信息的多源放电分离；(d)根据步骤(c)中提取得到的单一放电源的局部放电信息，绘制局部放电的PRPD谱图、平均放电量‑相位谱图、放点重复率‑相位谱图放电重复率‑放电量谱图H(q)，计算前述模式识别特征参量，通过与特征参量样本数据库中的样本数据对比识别局部放电类型。...

【技术特征摘要】
1.一种多放电源情况下变压器局部放电类型识别方法，其特征在于，包括特征参量样本数据库的建立与多放电源下模式识别两部分；其中，特征参量样本数据库的建立，包括如下步骤：(1)在实验室内建立模拟变压器尖端、固/液沿面及固体绝缘内部气隙的典型缺陷模型，采用宽频带局部放电测量装置测量三个典型缺陷模型在不同外施电压及施加电压时间下的局部放电信息，测量的局部放电信息包括局部放电脉冲电流波形、放电相位、视在放电量、放电时间，并绘制局部放电的PRPD谱图、平均放电量-相位谱图、放电重复率-相位谱图放电重复率-放电量谱图H(q)；(2)根据局部放电的PRPD谱图计算得到放电起始相位、放电熄灭相位、相位宽度、放电重复率、放电量平均值、放电量标准差、相位重心；分别计算平均放电量-相位谱图、放电重复率-相位谱图的正负半轴的偏斜度、陡峭度、峰点数、放电量不对称度、相关系数；计算放电重复率-放电量谱图H(q)的正负放电量的偏斜度、陡峭度、威布尔形状参数、威布尔尺度参数；将上述参量作为模式识别特征参量，通过多次实验与参量计算形成表征三种缺陷类型的样本数据库；多放电源下模式识别，包括以下步骤：(a)测量待识别放电源的局部放电放电信息，包括局部放电脉冲电流波形、放电相位、视在放电量、放电时间，计算局部放电脉冲电流波形的1阶等效时长T1、1阶等效频宽F1及信号变化率sv，将T1、F1、sv两两组合绘制T1-F1、T1-sv及F1-sv三组二维谱图；(b)观察局部放电点在T1-F1、T1-sv及F1-sv三组二维谱图中的分布，若局部放电点由多个放电源产生，且每个区域局部放电点由同一放电源产生，调至步骤(c)；若局部放电点由单一放电源产生，直接跳到步骤(d)进行放电类型识别；(c)若局部放电点在T1-F1、T1-sv及F1-sv谱图中呈现多区域分布，假定为C个区域，从T1-F1、T1-sv及F1-sv三组谱图选取区域内集中、区域间分离性最佳的一组，为不失一般性假定分离性最佳的谱图为S1-S2谱图；在S1-S2谱图中指定C个区域局部放电点的椭圆轮廓，依次判断各局部放电点位于哪个椭圆轮廓内，得到包含于各个椭圆轮廓内的局部放电点，进一步从测量的混合局部放电信息中提取出C个单一放电源的局部放电信息，该局部放电信息与上述步骤(a)中相同；通过上述步骤，可以实现局部放电信息的多源放电分离；(d)根据步骤(c)中提取得到的单一放电源的局部放电信息，绘制局部放电的PRPD谱图、平均放电量-相位谱图、放电重复率-相位谱图放电重复率-放电量谱图H(q)，计算前述模式识别特征参量，通过与特征参量样本数据库中的样本数据对比识别局部放电类型。2.如...

【专利技术属性】
技术研发人员：穆海宝，朱明晓，张冠军，李元，张伟政，李智敏，
申请(专利权)人：西安交通大学，国家电网公司，国网河南省电力公司郑州供电公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61