一种基于小波变换模极大值法的避雷器老化程度诊断方法技术

本发明专利技术公开了一种基于小波变换模极大值法的避雷器老化程度诊断方法。该方法包括以下步骤：将实际采样的避雷器泄露电流采样序列进行三层haar小波变换；对三层的高频小波变换系数求取模极大值；再求取3层高频小波变换系数模极大值与泄漏电流采样序列峰值的比值Dn；将Dn与预设的门槛值进行对比，判断避雷器的老化情况。本发明专利技术可以通过求取泄漏电流采样序列的小波变换高频系数模极大值与采样序列峰值的比值Dn，识别出老化避雷器泄露电流波形中存在的奇异凸起点，从而准确诊断出避雷器的老化程度。

A Method for Diagnosing the Aging Degree of Surge Arrester Based on Wavelet Transform Modulus Maximum Method

The invention discloses a method for diagnosing the aging degree of Arrester Based on wavelet transform modulus maximum method. The method consists of the following steps: three-layer Haar wavelet transform is applied to the actual sampled sequence of surge arrester leakage current; modulus maxima of three-layer high-frequency wavelet transform coefficients are obtained; ratio Dn of modulus maxima of three-layer high-frequency wavelet transform coefficients to peak value of leakage current sampling sequence is obtained; and Dn is processed with preset threshold value. Contrast and judge the ageing of arrester. By calculating the ratio of the maximum modulus of the high frequency coefficient of the wavelet transform to the peak value of the sampling sequence, the singular bumps in the leakage current waveform of the aged arrester can be identified, and the aging degree of the arrester can be accurately diagnosed.

【技术实现步骤摘要】
一种基于小波变换模极大值法的避雷器老化程度诊断方法
本专利技术涉及电力设备故障诊断的
，特别是一种基于小波变换模极大值法的避雷器老化程度诊断方法。
技术介绍
避雷器是电力系统重要的保护设备，现如今的避雷器广泛采用金属氧化锌避雷器，非线性电阻是其重要部件之一，避雷器两端施加低电压时，呈现的阻值大，作为限压元件，吸收浪涌电压或脉冲电压的能量，在施加高电压时，呈现的阻值小，将高电压冲击电流导向大地，从而限制电压幅值，保护电气设备绝缘。当前电力系统正在广泛推行设备的状态检修，根据设备运行状态制定合理的检修计划，电力设备的在线监测为状态检修提供了保障，可以实时监测诊断电力设备的潜在故障。避雷器两端施加电网电压，长期运行或经历一定次数的过电压动作过后，其非线性电阻特性变差，即出现老化故障，且老化故障不可逆，一旦出现，必须及时检修排除，以免因避雷器本身老化而造成不必要的事故。老化故障表现为在正常的电网运行电压下，其泄露电流中阻性电流的3次和5次谐波成分增大，泄露电流波形上出现周期性的奇异点凸起，且老化故障情况越恶劣，奇异点凸起越明显，因此准确识别该奇异点凸起是诊断避雷器老化故障的有效途径。当前诊断避雷器老化故障的方法主要是利用离散傅里叶算法，基本思路是提取泄露电流和电网电压在3次和5次频段的分量，在各个频段将泄露电流向电网电压方向投影，获得阻性电流的3次和5次谐波成分。该方法在原理上可行，但实际实现过程中存在电压与电流的同步采样困难、电网频率波动造成栅栏效应、受避雷器相间干扰影响等诸多问题，实际应用效果并不理想。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种准确可靠、快速高效的基于小波变换模极大值法的避雷器老化程度诊断方法。实现本专利技术目的的技术解决方案为：一种基于小波变换模极大值法的避雷器老化程度诊断方法，包括以下步骤：步骤1，将实际采样的避雷器泄露电流采样序列进行小波变换；步骤2，对步骤1小波变换后的各层高频系数求取模极大值；步骤3，求取步骤2各层高频系数的模极大值与步骤1泄漏电流采样序列峰值的比值Dn；步骤4，将步骤3所得比值Dn，与门槛值进行对比，从而确定实际避雷器的老化程度。进一步地，步骤1所述小波变换，具体为：选用haar小波，对泄露电流采样序列进行3层变换。进一步地，步骤2所述求取模极大值，具体为：搜索高频变换系数的局部最大值。进一步地，步骤3所述比值Dn，具体求取方法为：求取1～3层的小波变换高频系数的模极大值与步骤1泄露电流采样序列峰值的比值，其中n＝1,2,3代表层数。进一步地，步骤4所述门槛值为预先设定，将Dn与门槛值比较，判断实际避雷器的运行状况为正常、轻度老化或重度老化。进一步地，所述门槛值具体如下：D1的门槛值为0.03、0.05；D2的门槛值为0.06、0.1；D3的门槛值为0.12、0.2；将计算获得的比值Dn与相应的门槛值进行比较，其中n＝1,2,3：当D1<0.03且D2<0.06且D3<0.12时，则避雷器的运行状况为正常；当0.03<D1<0.05且0.06<D2<0.1且0.12<D3<0.2时，避雷器的运行状况为轻度老化；当0.05<D1且0.1<D2且0.2<D3时，避雷器的运行状况为重度老化。本专利技术与现有技术相比，其显著优点为：(1)通过求取泄漏电流采样序列的小波变换高频系数模极大值与采样序列峰值的比值Dn，识别出老化避雷器泄露电流波形中存在的奇异凸起点，从而准确诊断出避雷器的老化程度；(2)在实际工程应用当中可以大大提高避雷器故障诊断的准确度，保障避雷器的安全稳定运行，为完善电力系统在线监测和状态检修机制提供了保障。附图说明图1是本专利技术基于小波变换模极大值法的避雷器老化程度诊断方法的流程图。图2是本专利技术3层小波分解的示意图。图3是本专利技术不同情况下避雷器泄露电流及进行小波变换后的结果图。图4是本专利技术利用门槛值判断避雷器老化程度的示意图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。结合图1，本专利技术基于小波变换模极大值法的避雷器老化程度诊断方法，具体包括以下步骤：步骤1，将实际采样的避雷器泄露电流采样序列进行小波变换；所述小波变换为，对泄露电流采样序列进行三层的haar小波变换，由于haar小波具有正则性，可以实现一个更长的冲击响应滤波器，在信号的奇异点检测中，具有较大的优势，可准确的识别老化避雷器泄露电流波形中的奇异点凸起。步骤2，对步骤1小波变换后的各层高频系数求取模极大值；所述求取各层高频系数的模极大值是分别对三层的高频变换系数进行搜索局部最大值实现的，由于小波变换系数模极大值的位置和幅度同信号的局部奇异性密切相关，因此本专利技术利用求取各层高频系数的模极大值来识别泄露电流信号中的奇异点凸起。步骤3，求取步骤2各层高频系数的模极大值与步骤1泄漏电流采样序列峰值的比值Dn；所述求取比值Dn，是求取1～3层的小波变换高频系数的模极大值与步骤1泄露电流采样序列峰值的比值，其中n代表层数。由于不同电压等级不同厂家的避雷器的泄露电流有所差别，求得的小波变换高频系数的模极大值也不同，无法设定确定的门槛值，因此求取小波变换高频系数与泄漏电流采样序列峰值的比值后，相当于进行了归一化处理，便于设定统一的老化程度诊断的门槛值。步骤4，将步骤3所得比值Dn，与门槛值进行对比，从而确定实际避雷器的老化程度。所述门槛值为预先设定，即在方法的研究阶段确定，本专利技术确定的门槛值已在图4中给出，将Dn与门槛值比较，判断实际避雷器的运行状况为正常、轻度老化或重度老化，以此达到诊断避雷器老化程度的目的。本专利技术通过求取避雷器泄露电流小波变换高频系数，识别出避雷器泄露电流中存在的奇异凸起点，再求取小波变换高频系数与泄漏电流峰值的比值，与门槛值比较，从而诊断出避雷器的老化程度。下面结合附图和具体实施例对本专利技术做进一步详细说明。实施例1图1是本专利技术一种基于小波变换模极大值法的避雷器老化程度诊断方法的结构图。步骤1是将实际采样的避雷器泄露电流采样序列进行小波变换，步骤2对步骤1小波变换后的各层高频系数求取模极大值，步骤3求取步骤2各层高频系数的模极大值与步骤1泄漏电流采样序列峰值的比值Dn，步骤4将步骤3所得比值Dn，与门槛值进行对比，从而确定实际避雷器的老化程度。图2是本专利技术3层小波变换的示意图，本专利技术选用haar小波对泄露电流进行3层小波变换，之后对各层的高频系数即H1、H2和H3求取模极大值，再将模极大值除以泄漏电流峰值，得到D1、D2和D3。图3是本专利技术不同情况下避雷器泄露电流及进行小波变换后的结果图，由于避雷器老化程度的加重，泄漏电流波形上的奇异凸起点更加明显，则进行小波变换后，高频系数的模极大值也随之增大，且各层高频系数的模极大值位置一致，均与奇异凸起点位置对应。图4是本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于小波变换模极大值法的避雷器老化程度诊断方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，将实际采样的避雷器泄露电流采样序列进行小波变换；步骤2，对步骤1小波变换后的各层高频系数求取模极大值；步骤3，求取步骤2各层高频系数的模极大值与步骤1泄漏电流采样序列峰值的比值Dn；步骤4，将步骤3所得比值Dn，与门槛值进行对比，从而确定实际避雷器的老化程度。

【技术特征摘要】
1.一种基于小波变换模极大值法的避雷器老化程度诊断方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，将实际采样的避雷器泄露电流采样序列进行小波变换；步骤2，对步骤1小波变换后的各层高频系数求取模极大值；步骤3，求取步骤2各层高频系数的模极大值与步骤1泄漏电流采样序列峰值的比值Dn；步骤4，将步骤3所得比值Dn，与门槛值进行对比，从而确定实际避雷器的老化程度。2.根据权利要求1所述的基于小波变换模极大值法的避雷器老化程度诊断方法，其特征在于，步骤1所述小波变换，具体为：选用haar小波，对泄露电流采样序列进行3层变换。3.根据权利要求1所述的基于小波变换模极大值法的避雷器老化程度诊断方法，其特征在于，步骤2所述求取模极大值，具体为：搜索高频变换系数的局部最大值。4.根据权利要求1所述的基于小波变换模极大值法的避雷器老化程度诊断方法，其特征在于，步骤3所述比值Dn，具体求取方法为：求取1～3层的小波变换高频系数的模极大值与步骤1泄露电流采样序列峰值的比值，其中n＝1,2,3代表层数。...

【专利技术属性】
技术研发人员：王宝华，刘洋，单碧涵，史恒逸，刘宁，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32