一种交直流放电指纹数据库构造系统技术方案

本发明专利技术涉及一种交直流放电指纹数据库构造系统，包括局部放电检测系统、油纸绝缘典型缺陷试品、AC耐压试验装置、DC耐压试验装置、局部放电峰值

【技术实现步骤摘要】
一种交直流放电指纹数据库构造系统


[0001]本专利技术涉及一种局部放电检测技术，尤其是涉及一种基于重采样和稳定性评价的交直流放电指纹数据库构造系统。

技术介绍

[0002]在电工设备例如变压器油纸绝缘缺陷的局部放电(partial discharge,PD)识别中，典型缺陷类型PD的放电特征指纹库有着极其重要的地位。它是正确进行PD识别和诊断的基础，从而用于设备健康状态以及缺陷严重性的评估。依据传统的数理统计理论，建立PD放电特征指纹库需要统计分析大量的数据样本库，但是，在实际中很难采集到大量的放电样本。尽管可以采用特殊设计的模型放电用于获取典型缺陷类型PD的放电样本，但试验中模型经常击穿、导致大量的绝缘材料浪费现象严重。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于重采样和稳定性评价的交直流放电指纹数据库构造系统。
[0004]本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：
[0005]根据本专利技术的一个方面，提供了一种交直流放电指纹数据库构造系统，包括局部放电检测系统、油纸绝缘典型缺陷试品、AC耐压试验装置、DC耐压试验装置、局部放电峰值
‑
时间序列模块、幅值和时间或相位谱图、特征参数提取模块、典型缺陷放电指纹模块、重采样和稳定性评价模块和典型缺陷放电指纹数据库模块；
[0006]所述的局部放电峰值
‑
时间序列模块分别与局部放电检测系统、油纸绝缘典型缺陷试品、AC耐压试验装置、DC耐压试验装置以及幅值和时间或相位谱图连接，所述的幅值和时间或相位谱图通过特征参数提取模块与典型缺陷放电指纹模块连接，所述的典型缺陷放电指纹模块通过重采样和稳定性评价模块与典型缺陷放电指纹数据库模块连接。
[0007]作为优选的技术方案，所述的油纸绝缘典型缺陷试品包括空气中电晕、油中电晕、油纸绝缘内部气隙放电、油纸绝缘沿面放电4种放电模型。
[0008]作为优选的技术方案，所述的局部放电峰值
‑
时间序列模块由PD测量的耦合装置或传感器决定，包括检测阻抗、罗氏线圈、薄膜电容电极、天线、压电陶瓷传感器。
[0009]作为优选的技术方案，所述的幅值和时间或相位谱图包括：在交流PD下为PRPD谱图，或者在直流PD下为TARPD谱图；
[0010]所述的PRPD谱图包括
[0011]所述的TARPD谱图包括H
N
‑
q
、H
∑N
‑
q
、H
N
‑
Δt
、H
∑N
‑
Δt
、、和
[0012]作为优选的技术方案，所述的特征参数提取模块提取的参数包括中值Μυ、偏斜度Sk、突出度Ku、局部峰个数Pk、放电不对称度Asy和互相关因子CC。
[0013]作为优选的技术方案，所述的典型缺陷放电指纹模块通过特征参数提取模块对幅值和时间或相位谱图进行计算得到。
[0014]作为优选的技术方案，所述的重采样和稳定性评价模块包括基于重采样的统计模拟单元和稳定性评价单元。
[0015]作为优选的技术方案，所述的基于重采样的统计模拟单元的具体处理过程如下：
[0016]令FP＝[FP1,FP2,
…
,FP
k
]为k次采样某种放电的某一指纹序列，FP
i
是独立同分布的随机变量，服从分布F；
[0017]Θ为分布F的一个未知统计数字特征，根据经典数理统计理论，要获取Θ估计值Θ'的经验分布；需要多次重复采样，当样本数量足够大即k
→
∞时，可用样本的经验分布F'(Θ')代替真实分布F(Θ)；
[0018]基于重采样的统计模拟单元对FP进行模拟重采样，就能够在某种意义上获取Θ'的经验分布，并确定其置信区间。
[0019]作为优选的技术方案，所述的基于重采样的统计模拟单元估计Θ'经验分布的具体过程如下：
[0020]假设直流电压下某一TARPD谱图的偏斜度Sk序列的初始样本为Sk＝[Sk1,Sk2,
…
,Sk
k
]；
[0021]对Sk用随机数发生器进行N次重采样，得到一系列重采样随机序列Sk
*
＝{Sk1,Sk2,
…
,Sk
N
}；
[0022]将求的Sk
*
的均值按升序排列为{μ(i)},i＝1,2,
…
N，作出直方图，求出均值μ和方差σ2/n；
[0023]所求(1
‑
α)
×
100％的置信区间即为[μ(l),μ(h)],l＝n*α/2,h＝n
‑
l+1；如果进行2000次重采样，α＝0.1，那么l＝100,h＝1901，μ的90％的置信区间为[μ(100),μ(1901)]。
[0024]作为优选的技术方案，所述的稳定性评价单元具体处理过程如下：
[0025]对k次测量获取的指纹参数FP，若第i次测量数据为FP
i
，i＝1,2,
…
,k，令Ξ＝{FP
i
}为这k个指纹参数的集合，极值归一化使得Ξ：
[0026]Ξ'＝(Ξ
‑
Ξ
min
)/(Ξ
max
‑
Ξ
min
)
[0027]定义Ξ的稳定行为量S
Ξ
：
[0028][0029]如果指纹参数的分布是完全稳定一致的，即指纹参数在多次不同测量时保持常数，FP
i
＝c,c∈R，则指标的稳定行为量S
Ξ
＝0；此时所选择指纹参数最适宜作为故障特征指标；指纹数据指标的分布最不稳定时，即多次不同测量时归一化数据指标Ξ'获得的0值和1值的测量次数相等，而且没有其他分布值；此时，S
Ξ
＝1，该指纹参数最不稳定，不宜作为缺陷类型分类的故障特征指标；此时，(2)可简化为：
[0030][0031]显而易见，S
Ξ
∈[0,1]，其值越大，则所选择指纹参数越不稳定，反之亦然；当使用基于重采样的统计模拟单元进行统计模拟时，如果重采样次数在2000次以上，则其分布近似正态分布，稳定行为量就接近于正态分布的熵但是，S
Ξ
能够在样本较少的情况下，计算指纹参数的稳定行为量更能反映其稳定性。
[0032]与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：
[0033]1、引入基于小样本的重采样统计模拟方法，构造局部放电指纹数据样本库，解决了在实际中很难采集到大量放电样本的难题以及避免了大量试验出现的绝缘材料浪费严重现象；
[0034]2、基于重采样和稳定性评价的交直流放电指纹数据库构造方法，针对局部放电峰值
‑
时间序列，适用于局部放电产生不本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种交直流放电指纹数据库构造系统，其特征在于，包括局部放电检测系统、油纸绝缘典型缺陷试品、AC耐压试验装置、DC耐压试验装置、局部放电峰值
‑
时间序列模块、幅值和时间或相位谱图、特征参数提取模块、典型缺陷放电指纹模块、重采样和稳定性评价模块和典型缺陷放电指纹数据库模块；所述的局部放电峰值
‑
时间序列模块分别与局部放电检测系统、油纸绝缘典型缺陷试品、AC耐压试验装置、DC耐压试验装置以及幅值和时间或相位谱图连接，所述的幅值和时间或相位谱图通过特征参数提取模块与典型缺陷放电指纹模块连接，所述的典型缺陷放电指纹模块通过重采样和稳定性评价模块与典型缺陷放电指纹数据库模块连接。2.根据权利要求1所述的一种交直流放电指纹数据库构造系统，其特征在于，所述的油纸绝缘典型缺陷试品包括空气中电晕、油中电晕、油纸绝缘内部气隙放电、油纸绝缘沿面放电4种放电模型。3.根据权利要求1所述的一种交直流放电指纹数据库构造系统，其特征在于，所述的局部放电峰值
‑
时间序列模块由PD测量的耦合装置或传感器决定，包括检测阻抗、罗氏线圈、薄膜电容电极、天线、压电陶瓷传感器。4.根据权利要求1所述的一种交直流放电指纹数据库构造系统，其特征在于，所述的幅值和时间或相位谱图包括：在交流PD下为PRPD谱图，或者在直流PD下为TARPD谱图；所述的PRPD谱图包括所述的TARPD谱图包括H
N
‑
q
、H
∑N
‑
q
、H
N
‑
Δt
、H
∑N
‑
Δt
、、和5.根据权利要求1所述的一种交直流放电指纹数据库构造系统，其特征在于，所述的特征参数提取模块提取的参数包括中值Μυ、偏斜度Sk、突出度Ku、局部峰个数Pk、放电不对称度Asy和互相关因子CC。6.根据权利要求1所述的一种交直流放电指纹数据库构造系统，其特征在于，所述的典型缺陷放电指纹模块通过特征参数提取模块对幅值和时间或相位谱图进行计算得到。7.根据权利要求1所述的一种交直流放电指纹数据库构造系统，其特征在于，所述的重采样和稳定性评价模块包括基于重采样的统计模拟单元和稳定性评价单元。8.根据权利要求7所述的一种交直流放电指纹数据库构造系统，其特征在于，所述的基于重采样的统计模拟单元的具体处理过程如下：令FP＝[FP1,FP2,
…
,FP
k
]为k次采样某种放电的某一指纹序列，FP
i
是独立同分布的随机变量，服从分布F；Θ为分布F的一个未知统计数字特征，根据经典数理统计理论，要获取Θ估计值Θ'的经验分布；需要多次重复采样，当样本数量足够大即k
→

【专利技术属性】
技术研发人员：司文荣，关宏，姚维强，傅晨钊，刘家妤，倪鹤立，
申请(专利权)人：西安茂荣电力设备有限公司，
类型：发明
国别省市：