一种电力变压器局部放电单波智能识别分析装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种电力变压器局部放电单波智能识别分析的装置，包括对局部放电试验中的干扰进行滤除并对局部放电波形进行放大的滤波放大模块；对局部放电波形以及其发生时对应的相位进行采集的采集模块；用以存储由采集模块采集来的局部放电波形数据以及对应相位数据的数据存储模块；对波形进行提取和聚类分析，实现波形的模式识别的分析模块；用于调节滤波放大模块的带宽、控制采集存储波形信号、命令数据存储模块数据输出、控制分析模块对波形分析识别并协调各个模块工作的控制单元模块。本发明专利技术还公开了相应的方法。实施本发明专利技术，能对记录波形进行分析并实现模式识别，为现场工作人员进行局部放电定位和原因查找提供技术支撑。

【技术实现步骤摘要】
一种电力变压器局部放电单波智能识别分析装置及方法
本专利技术专利涉及电力系统电气设备性能检测设备领域，具体涉及一种电力变压器局部放电单波智能识别分析的方法。
技术介绍
随着国家特高压交直流系统的不断建设，电网的稳定性和可靠性显得越来越重要。由此，电网对电力设备自身的安全可靠性提出了越来越严格的要求，电力设备自身绝缘性能作为电力设备安全可靠性的重要一环应受到重视。局部放电试验是检验电力设备电气性能的重要手段之一，而局部放电也是表征电力设备绝缘性能的重要参数。通过局部放电试验对电力设备进行局部放电检测，可以有效地预防电力设备因自身绝缘问题而导致电力事故，对于局部放电的类型判断可为电力设备检修提供检修依据。因此，局部放电检测装置的开发一直备受关注。传统的局部放电检测装置其采用交流电转直流的供电方式，其在使用时，存在一定缺陷。即由于局部放电检测装置的交流供电测和被测部分的交流供电测有共地现象，这时就会给干扰信号提供流通回路。如图1，干扰信号从Zf、Ck、Zm传入，经局部放电检测装置电源侧接地端、被测回路接地端，形成导通回路。又如图2，干扰信号还可以从Zm上端传入经局部放电检测装置电源侧接地端、被测回路接地端、Zm下端，形成导通回路。传统局部放电检测装置一般分为宽带频和窄带频两种，能够记录放电波形但不具备波形分析功能，需要依靠现场测试工作人员依据传统经验分析测量结果从而进行局部放电分类。因此，设计一种通过调节带宽达到全频适用、能够识别局部放电类型的局部放电检测装置具有很高的实际工程价值。
技术实现思路
本专利技术专利为了解决上述技术问题，提供一种电力变压器局部放电单波智能识别分析装置及方法。本专利技术所采用的技术方案为，提供一种电力变压器局部放电单波智能识别分析装置，其包括：滤波放大模块，对局部放电试验中的干扰进行滤除并对局部放电波形进行放大；采集模块，对经放大后的局部放电波形以及其发生时对应的相位进行采集；数据存储模块，存储由采集模块采集来的局部放电波形数据以及对应相位数据；分析模块，对经放大的局部放电波形进行提取和聚类分析，实现波形的模式识别；控制单元模块，与所述滤波放大模块、采集模块、数据存储模块以及分析模块相连接，用于调节滤波放大模块的带宽、控制采集存储波形信号、命令数据存储模块数据输出、控制分析模块对波形分析识别并协调各个模块工作。优选地，进一步包括：供电模块，其与所述滤波放大模块、采集模块、数据存储模块、分析模块以及控制单元模块相连接，用于提供供电电源；所述供电模块包括电池供电模块和交流电源转换模块，所述电池供电模块和交流电源转换模块通过转换开关与上述各模块相连。优选地，进一步包括与控制单元模块相连的人机交互设备。优选地，所述采集模块包含有高速A/D芯片。优选地，所述分析模块进行一步包括：提取计算单元，用于提取单放电脉冲的时域信号x(t)，并计算所述单放电脉冲时域信号的时宽T与频宽B；比较识别单元，用于根据提取计算单元所计算的时宽T与频宽B，将其与聚类中心中典型局部放电脉冲数据进行比对，对当前局部放电脉冲模式进行识别。优选地，在所述提取计算单元中，具体以下面的方式获得所述单放电脉冲时域信号的时宽T与频宽B：其中，提取单放电脉冲的时域信号x(t)，以下述公式获得其能量E：以下述公式获得其时间均值t0和频谱中心值Ω0：则：从而获得时宽T与频宽B值：T＝2Δt；B＝2ΔΩ；其中，E为能量，t为时间，Ω为频率，x(t)为时域信号，X(jΩ)为频域信号，π为圆周率，Δt为时间间隔，ΔΩ为时间间隔。相应地，本专利技术实施例的另一方面还提供一种单波模式识别分析方法，在前述的电力变压器局部放电单波智能识别分析装置中实现，包括如下步骤：步骤S1、提取单放电脉冲的时域信号x(t)，计算该单放电脉冲时域信号的时宽T与频宽B；步骤S2、根据时宽T与频宽B，将其与聚类中心中典型局部放电脉冲数据进行比对，对当前局部放电脉冲模式进行识别。优选地，所述步骤S1进一步包括：提取单放电脉冲的时域信号x(t)，通过下述公式获得其能量E：通过下述公式获得时间均值t0和频谱中心值Ω0:则：从而获得时宽T与频宽B值：T＝2Δt；B＝2ΔΩ；其中，E为能量，t为时间，Ω为频率，x(t)为时域信号，X(jΩ)为频域信号，π为圆周率，Δt为时间间隔，ΔΩ为时间间隔。实施本专利技术实施例，具有如下的有益效果：本专利技术实施例利用采集模块对单放电脉冲波形数据进行采集，分析模块对波形进行提取和聚类分析，使得该装置能对记录波形进行分析并实现模式识别，为现场工作人员进行局部放电定位和原因查找提供技术支撑；其中，控制单元模块与滤波放大模块相连，使得其可调节滤波放大模块的带宽，相比于传统的宽频带和窄频带检测仪器，免去了根据噪声情况选型的麻烦。本专利技术提供两种供电模式，当现场干扰信号过大，可选用电池供电模块供电方式，这样就使得局部放电检测装置电源独立，干扰信号不能通过共地回路侵入局部放电检测装置，从而大大减小了干扰信号，实现了仪器的抗干扰性能提升。本专利技术实施例中，采用单放电脉冲的时宽和频宽作为局部放电脉冲识别的两特征参数，通过提取单放电脉冲时域信号，进而可得到单放电脉冲的时宽和频宽，利用时宽和频宽参数与已经存储有不同典型局部放电脉冲数据的聚类中心进行聚类处理，即可直接进行模式识别，采用该方法，其计算速度快，结果准确。附图说明此处所说明的附图用来提供对本专利技术专利实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本专利技术专利实施例的限定。图1是传统供电方式一种干扰回路示意图，其中Zf为高压滤波器；Cx为试品等效电容；Ck为耦合电容；Zm为测量阻抗；M为测量仪器；图2是传统供电方式另一种干扰回路示意图；图3为本专利技术提供的一种电力变压器局部放电单波智能识别分析装置结构示意图；图4是图3中分析模块的结构示意图；图5是惰性气体氖气放电的实际典型波形；图6是环氧介质放电的实际典型波形；图7是绝缘油隙放电的实际典型波形；图8是空气间隙放电的实际典型波形；图9是惰性气体氖气放电的频域分析；图10是环氧介质放电的频域分析；图11是绝缘油隙放电的频域分析；图12是空气间隙放电的频域分析。具体实施方式为使本专利技术专利的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本专利技术专利作进一步的详细说明，本专利技术专利的示意性实施方式及其说明仅用于解释本专利技术专利，并不作为对本专利技术专利的限定。图3为本专利技术提供的一种电力变压器局部放电单波智能识别分析装置结构示意图；一并结合图4所示，在本专利技术实施例中，所述装置包括：滤波放大模块1，对局部放电试验中的干扰进行滤除并对局部放电波形进行放大；采集模块2，对经放大后的局部放电波形以及其发生时对应的相位进行采集；具体地，所述采集模块2包含有高速A/D芯片；采集芯片采用高速A/D芯片，最高采集频率超出典型局部放电频率数倍，采集能力满足局部放电波形采集。数据存储模块3，存储由采集模块采集来的局部放电波形数据以及对应相位数据；分析模块4，对经放大的局部放电波形进行提取和聚类分析，实现波形的模式识别；控制单元模块5，与所述滤波放大模块、采集模块、数据存储模块以及分析模块相连接，用于调节滤波放大模块的带宽、控制采集存储波形信号、命令数据存储模块数据输出、控制分析模块对波形分析识别并协调本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电力变压器局部放电单波智能识别分析装置，其特征在于，包括：滤波放大模块，对局部放电试验中的干扰进行滤除并对局部放电波形进行放大；采集模块，对经放大后的局部放电波形以及其发生时对应的相位进行采集；数据存储模块，存储由采集模块采集来的局部放电波形数据以及对应相位数据；分析模块，对经放大的局部放电波形进行提取和聚类分析，实现波形的模式识别；控制单元模块，与所述滤波放大模块、采集模块、数据存储模块以及分析模块相连接，用于调节滤波放大模块的带宽、控制采集存储波形信号、命令数据存储模块数据输出、控制分析模块对波形分析识别并协调各个模块工作。

【技术特征摘要】
1.一种电力变压器局部放电单波智能识别分析装置，其特征在于，包括：滤波放大模块，对局部放电试验中的干扰进行滤除并对局部放电波形进行放大；采集模块，对经放大后的局部放电波形以及其发生时对应的相位进行采集；数据存储模块，存储由采集模块采集来的局部放电波形数据以及对应相位数据；分析模块，对经放大的局部放电波形进行提取和聚类分析，实现波形的模式识别；控制单元模块，与所述滤波放大模块、采集模块、数据存储模块以及分析模块相连接，用于调节滤波放大模块的带宽、控制采集存储波形信号、命令数据存储模块数据输出、控制分析模块对波形分析识别并协调各个模块工作。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：进一步包括：供电模块，其与所述滤波放大模块、采集模块、数据存储模块、分析模块以及控制单元模块相连接，用于提供供电电源；所述供电模块包括电池供电模块和交流电源转换模块，所述电池供电模块和交流电源转换模块通过转换开关与上述各模块相连。3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于：进一步包括与控制单元模块相连的人机交互设备。4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于：所述采集模块包含有高速A/D芯片。5.如权利要求1至4任一项所述的装置，其特征在于，所述分析模块进行一步包括：提取计算单元，用于提取单放电脉冲的时域信号x(t)，并计算所述单放电脉冲时域信号的时宽T与频宽B；比较识别单元，用于根据提取计算单...

【专利技术属性】
技术研发人员：党晓婧，黄荣辉，刘顺桂，
申请(专利权)人：深圳供电局有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44