基于自相关性分析的直流局部放电波形去干扰方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于自相关性分析的直流局部放电波形去干扰方法及系统，包括以下步骤：从采集的原始信号中提取直流局部放电脉冲和干扰脉冲的波形；对每个直流局部放电脉冲的波形进行NACF变换，计算并比较所有直流局部放电脉冲的NACF的相关系数；根据同类局部放电脉冲的NACF的相关系数高，不同类局部放电脉冲NACF相关系数较低，调整并设置相关系数阈值，根据所述相关系数阈值将直流局部放电脉冲与手机和\或对讲机的干扰脉冲区分，并滤除所述干扰脉冲。本发明专利技术能够有效的滤除直流局部放电数据中的手机信号干扰与对讲机信号干扰，实现直流局部放电的去噪。直流局部放电的去噪。直流局部放电的去噪。

【技术实现步骤摘要】
基于自相关性分析的直流局部放电波形去干扰方法及系统


[0001]本专利技术涉及直流局部放电领域，尤其涉及一种基于自相关性分析的直流局部放电波形去干扰方法及系统。

技术介绍

[0002]换流变压器在运行中既要承受交流电应力作用，又要承受较大分量的直流电应力作用，要求变压器绝缘尤其是阀侧绝缘对运行中的工作场强有足够的耐受裕度，其绝缘问题非常突出。进行直流外施耐压试验是考察阀侧绕组绝缘状况的有效手段，同时开展局部放电检测能有效地反映设备内部绝缘的故障，尤其对突发性故障的早期预警，是换流变出厂试验中的一项重要内容。目前国家电网公司正在开展
±
1100kV直流输电的研究工作，
±
1100kV换流变可能采取现场组装的方式，因此需要在现场开展直流耐压及局放试验等其他绝缘试验。
[0003]由于在进行直流局部放电检测时，存在着较多的干扰源。在检测过程中，需要把干扰源从直流局部放电检测信号中滤除。其中最具代表性的干扰源主要有手机干扰、对讲机干扰等，这些干扰的电磁信号非常容易通过空间耦合进入局部放电测试系统，对换流变的现场直流局部放电产生影响。
[0004]为了抑制周期性手机干扰信号、对讲机干扰信号，采用基于小波分析方法同时在时域和频域进行局部分析，在利用小波变换方法分析信号时，时间分辨率和频率分辨率都是可变的，在频率分辨率较高的部分具有较低的时间分辨率，在频率分辨率较低的部分具有较高的时间分辨率，基于这个特点理论上证明了运用小波分析方法去除PD信号中的噪声信号。然而，从去噪试验结果上看，去噪后的手机干扰信号波形与原始波形并没有太大的变化，仍然呈现“持续时间长”、“等幅值”特性，而对讲机干扰脉冲呈现出与手机干扰信号的“等幅值”特性类似的特征，即在整个脉冲持续时间内，脉冲的幅值呈现周期性的振荡，并不具备局部放电脉冲的振荡衰减特征。由此可见，传统的小波分析方法难以去除手机干扰信号和对讲机干扰信号。
[0005]综上，为保证换流变的现场直流局部放电不受信号干扰影响，采取有效的措施来去除小波分析无法完全去除的手机信号和脉冲型干扰，显得尤其重要。

技术实现思路

[0006]本专利技术提供了一种基于自相关性分析的直流局部放电波形去干扰方法及系统，用以解决换流变进行现场直流局部放电检测时，传统的小波分析方法难以去除手机干扰信号和对讲机干扰信号的技术问题。
[0007]为解决上述技术问题，本专利技术提出的技术方案为：
[0008]一种基于自相关性分析的直流局部放电波形去干扰方法，包括以下步骤：
[0009]从采集的原始信号中提取直流局部放电脉冲和干扰脉冲的波形；
[0010]对每个直流局部放电脉冲的波形进行NACF变换，计算并比较所有直流局部放电脉
冲的NACF的相关系数；
[0011]根据同类局部放电脉冲的NACF的相关系数高，不同类局部放电脉冲NACF相关系数较低，调整并设置相关系数阈值，根据相关系数阈值将直流局部放电脉冲与手机和\或对讲机的干扰脉冲区分，并滤除干扰脉冲。
[0012]优选地，直流局部放电脉冲的NACF如下：
[0013][0014]式中，任何一个提取的脉冲波形用S＝{s1，s2，...，s
N
}表示，N为脉冲波形的采样点，k：第k个采样点，取k＝1,2，
…
，N；
[0015]E
s
为信号的总能量，如下：
[0016][0017]其中，i为采样点的变量，取i＝1，2，
…
，N。
[0018]优选地，计算所有直流局部放电脉冲的NACF的相关系数，计算公式如下：
[0019][0020]式中，r为NACF的相关系数，R
1i
为第1脉冲NACF的第i个值，为第1脉冲NACF的平均值，R
2i
为第2脉冲NACF的第i个值，为第2脉冲NACF的平均值，i为采样点的变量，i＝1，2，
…
，N，N为脉冲波形的采样点。
[0021]优选地，从采集的原始信号中提取直流局部放电脉冲和干扰脉冲的波形，包括以下步骤：
[0022]对采集的原始信号的直流局部放电波形进行小波去噪；
[0023]寻找每个脉冲波形的起点和终点，并保存每个脉冲波形的绝对值的最大值所在的位置；
[0024]将每个脉冲波形的绝对值的最大值所在的位置定位到原始信号的直流局部放电波形中，设置脉冲宽度L，提取单个脉冲的波形，直至得到所有直流局部放电脉冲和干扰脉冲的波形。
[0025]优选地，得到所有直流局部放电脉冲和干扰脉冲的波形后，根据采集原始信号的环境噪声水平，设置背景噪声阈值，并去除小于背景噪声阈值的背景噪声干扰。
[0026]本专利技术还提供一种计算机系统，包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述任一方法的步骤。
[0027]本专利技术具有以下有益效果：
[0028]本专利技术的基于自相关性分析的直流局部放电波形去干扰方法及系统，能够有效的滤除直流局部放电数据中的手机信号干扰与对讲机信号干扰，实现直流局部放电的去噪。
[0029]除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本专利技术还有其它的目的、特征和优点。下面将参照附图，对本专利技术作进一步详细的说明。
附图说明
[0030]构成本申请的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：
[0031]图1是本专利技术优选实施例的小波分析前后的直流局部放电脉冲；
[0032]图2是本专利技术优选实施例的小波分析后的单次脉冲波形；
[0033]图3是本专利技术优选实施例的直流局部放电原始脉冲波形；
[0034]图4是本专利技术优选实施例的典型的直流局部放电脉冲波形；
[0035]图5是本专利技术优选实施例的典型的背景噪声干扰波形；
[0036]图6是本专利技术优选实施例的包含手机干扰信号的直流局部放电250s信号的背景去噪结果(a为去噪前，b为去噪后；试验电压：120kV)；
[0037]图7是本专利技术优选实施例的包含对讲机干扰信号的直流局部放电250s信号的背景去噪结果(a为去噪前，b为去噪后；试验电压：120kV)；
[0038]图8是本专利技术优选实施例的典型的直流局部放电脉冲和手机干扰信号；
[0039]图9是本专利技术优选实施例的典型直流局部放电脉冲和手机干扰信号的NACF；
[0040]图10是本专利技术优选实施例的包含手机干扰信号的直流局部放电脉冲NACF相关性分析(a为去噪后直流局部放电脉冲，b为所有脉冲与图9a的相关系数图)；
[0041]图11是本专利技术优选实施例的120kV下油纸绝缘针板模型典型直流局部放电脉冲；
[0042]图12是本专利技术优选实施例的120kV下油纸绝缘针板模型典型直流局部放电脉冲的NACF；...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于自相关性分析的直流局部放电波形去干扰方法，其特征在于，包括以下步骤：从采集的原始信号中提取直流局部放电脉冲和干扰脉冲的波形；对每个直流局部放电脉冲的波形进行NACF变换，计算并比较所有直流局部放电脉冲的NACF的相关系数；根据同类局部放电脉冲的NACF的相关系数高，不同类局部放电脉冲NACF相关系数较低，调整并设置相关系数阈值，根据所述相关系数阈值将直流局部放电脉冲与手机和\或对讲机的干扰脉冲区分，并滤除所述干扰脉冲。2.根据权利要求1所述的基于自相关性分析的直流局部放电波形去干扰方法，其特征在于，直流局部放电脉冲的NACF如下：式中，所有提取的脉冲波形可用S＝{s1，s2，...，s
N
}表示，N为脉冲波形的采样点，k：第k个采样点，取k＝1,2，
…
，N；E
s
为信号的总能量，如下：其中，i为采样点的变量，取i＝1，2，
…
，N。3.根据权利要求2所述的基于自相关性分析的直流局部放电波形去干扰方法，其特征在于，所述计算所有直流局部放电脉冲的NACF的相关系数，计算公式如下：式中，r为NACF的相关系数，R
1i
为第1脉冲NAC...

【专利技术属性】
技术研发人员：周秀，田天，杨鑫，吴旭涛，司文荣，李秀广，何宁辉，刘威峰，罗艳，马云龙，董盼，王延夫，傅晨钊，徐玉华，牛勃，
申请(专利权)人：长沙理工大学华东电力试验研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：