一种发电机局放在线监测装置及监测方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种发电机局放在线监测装置及监测方法，所述在线监测装置包括主检测线路、修正线路、在线监测器，所述主检测线路与修正线路并联设置，所述在线监测器通过主检测线路与发电机连接，用于实时获取发电机的局放数据；所述在线监测器通过修正线路与发电机连接，用于实时获取发电机的机端实际电压U，利用U对局放数据进行阈值修正；与采用固定阈值的现有技术相比，本发明专利技术通过实时获取的U进行阈值修正，能够根据发电机的实际运行情况来调节阈值大小，使得在阈值处理过程中所采用的阈值与发电机的实际运行情况更为贴合，确保了阈值的精准确定，能够更为精准地去除局放噪音，有利于提高发电机局放信号的识别准确率。利于提高发电机局放信号的识别准确率。利于提高发电机局放信号的识别准确率。

An on-line monitoring device and method for generator partial discharge

【技术实现步骤摘要】
一种发电机局放在线监测装置及监测方法


[0001]本专利技术涉及电力设备绝缘在线监测领域，特别涉及一种发电机局部放电在线监测装置及监测方法。

技术介绍

[0002]发电机组的局部放电（Partial Discharge，缩写为PD）监测是检测发电机组绝缘性能劣化的重要手段。因为局部放电既是导致发电机组绝缘劣化的重要原因，又是反映绝缘劣化的主要特征，所以发电机组的局部放电量能有效表征其绝缘健康状况。
[0003]对发电机组在运行状况下的局部放电情况进行在线测量，不仅可以及时掌握其绝缘健康状况，有效预防绝缘事故，为状态检修提供参考，还能辨识各种运行应力对绝缘健康的影响特性，捕捉各种危害绝缘的事件，为故障诊断提供依据。国内外对发电机局放在线监测技术已经进行了比较长时间的研究，工程现场也有比较多的设备投入运行，取得了不错的实际效果。
[0004]现有技术中的发电机局放在线监测装置（如附图1所示）通过安装在发电机端的封闭母线2上的耦合电容3，实时采集发电机机端局放信号，然后通过同轴电缆4将局放信号输入局放在线监测设备进行分析处理，计算出放电量大小、放电次数和放电相位等参数后，最后通过人机界面HMI进行显示。在现有技术中，尽管当前的发电机局放在线监测设备、监测技术得到了较为广泛的应用，但是由于在线测量中存在严重的噪声和干扰，并且发电机机端电压越高，干扰越大，对局部放电信号准确测量形成极大的挑战。因此，消除噪声和干扰是发电机局部放电在线测量的关键问题，也是后续识别确定放电类型及相应的绝缘缺陷的基础。
[0005]针对局部放电信号的消除噪声和干扰，现有技术中往往将小波变换作为发电机局部放电去噪的主要时频域工具，其中阈值法应用最为广泛，主要针对的是白噪声和离散谱干扰，一般通过分解、阈值处理和重构三个步骤实现噪声消除。例如现有专利CN106324502A、CN111521916A、CN102540028A等对小波变换、阈值去噪法进行了介绍。
[0006]但在实际工程中的阈值处理阶段，现有技术往往是采用固定阈值进行处理，容易导致所采用的固定阈值的数值精准程度较差，无法与发电机的实际运行情况相配合；如果固定阈值的数值选取偏大，则会损失局放信号中有用的部分，如果固定阈值的数值选取偏小，则部分的噪声无法有效消除，这无疑均会对最终局放数据的准确性造成影响，导致发电机局放信号的识别准确率较低。
[0007]因此，在采用小波分析局放信号过程中，如何在阈值处理阶段对阈值进行精准确定，便成了本领域急需解决的难题。

技术实现思路

[0008]有鉴于此，本专利技术旨在提出一种发电机局放在线监测装置及监测方法，以解决现有技术在采用小波分析局放信号的过程中，往往在阈值处理阶段采用固定阈值进行处理，
导致难以对阈值进行精准确定、发电机局放信号的识别准确率较低等问题。
[0009]为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：一种发电机局放在线监测装置，包括主检测线路、修正线路、在线监测器，所述主检测线路与修正线路并联设置，所述在线监测器通过主检测线路与发电机连接，用于实时获取发电机的局放数据；所述在线监测器通过修正线路与发电机连接，用于实时获取发电机的机端实际电压U，利用U对局放数据进行阈值修正。
[0010]进一步的，所述修正线路中设置电压互感器。
[0011]进一步的，所述主检测线路中依次设置耦合电容、同轴电缆，所述主检测线路通过同轴电缆与在线监测器连接。
[0012]优选的，所述耦合电容为80pF，所述同轴电缆为50Ω。
[0013]一种发电机局放在线监测装置的监测方法，应用于所述的发电机局放在线监测装置，所述监测方法包括：S1、通过主检测线路实时获取发电机的局放数据，形成局放数据波形；S2、确定小波函数、分解层数j，对局放数据波形进行小波变换，计算出各层的小波系数；S3、通过修正线路实时获取发电机的机端实际电压U；S4、根据U进行阈值修正，得到各层的阈值；S5、将小波系数结合阈值进行计算处理，得到估计小波系数；S6、通过小波分解的各层系数对小波进行重构，得到消除噪声信号后的局放信号，对局放信号进行分析，得到最终的局放数据。
[0014]进一步的，步骤S4中，阈值修正计算式为，为第j层的阈值，Ue为机端额定电压，为信噪比，N为信号数据个数。
[0015]进一步的，步骤S5中，估计小波系数的计算式为。
[0016]进一步的，步骤S1中，在记录时长T下，在线监测器通过主检测线路持续记录发电机的局放数据。
[0017]相对于现有技术，本专利技术所述的一种发电机局放在线监测装置及监测方法具有以下优势：本专利技术所述的一种发电机局放在线监测装置及监测方法，仅仅在现有的发电机局放在线监测装置中额外增加修正线路，并与主检测线路并联，能够便捷地实现对现有在线监测装置的改造，无需对现有的装置进行大拆大改，有利于降低改造成本。
[0018]同时，本申请在对局放信号处理过程中，不仅不会影响局放数据的获取，而且通过修正线路额外获取机端实际电压U，利用U对局放数据进行阈值修正，与采用固定阈值的现有技术相比，本申请通过实时获取的U进行阈值修正，能够根据发电机的实际运行情况来调节阈值大小，使得在阈值处理过程中所采用的阈值与发电机的实际运行情况更为贴合，确保了阈值的精准确定，能够更为精准地去除局放噪音，有利于提高发电机局放信号的识别准确率。
附图说明
[0019]构成本专利技术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：图1为现有技术中的发电机局放在线监测装置的结构示意图；图2为本专利技术实施例所述的一种发电机局放在线监测装置的结构示意图；图3为本专利技术实施例1中机端电压为23.38kV时的原始局放信号的数据波形图；图4为本专利技术图3中的波形数据经过常规的固定阈值处理后的去噪重构信号图；图5为本专利技术图3中的波形数据经过本申请提出的阈值修正处理后的去噪重构信号图；图6为本专利技术实施例2中机端电压为24.72kV时的原始局放信号的数据波形图；图7为本专利技术图6中的波形数据经过常规的固定阈值处理后的去噪重构信号图；图8为本专利技术图6中的波形数据经过本申请提出的阈值修正处理后的去噪重构信号图。
[0020]附图标记说明：1、发电机；11、第一接地线；2、封闭母线；3、耦合电容；4、同轴电缆；5、主检测线路；6、修正线路；61、电压互感器；7、防护线路；71、稳压管；8、第二接地线。
具体实施方式
[0021]下文将使用本领域技术人员向本领域的其它技术人员传达他们工作的实质所通常使用的术语来描述本公开的专利技术概念。然而，这些专利技术概念可体现为许多不同的形式，因而不应视为限于本文中所述的实施例。
[0022]需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。同时，本申请中“局放”一词均为“局部放电”的简称。
[0023]下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种发电机局放在线监测装置，其特征在于，所述在线监测装置包括主检测线路(5)、修正线路(6)、在线监测器，所述主检测线路(5)与修正线路(6)并联设置，所述在线监测器通过主检测线路(5)与发电机(1)连接，用于实时获取发电机(1)的局放数据；所述在线监测器通过修正线路(6)与发电机(1)连接，用于实时获取发电机(1)的机端实际电压U，利用U对局放数据进行阈值修正。2.根据权利要求1所述的一种发电机局放在线监测装置，其特征在于，所述修正线路(6)中设置电压互感器(61)。3.根据权利要求1所述的一种发电机局放在线监测装置，其特征在于，所述主检测线路(5)中依次设置耦合电容(3)、同轴电缆(4)，所述主检测线路(5)通过同轴电缆(4)与在线监测器连接。4.根据权利要求3所述的一种发电机局放在线监测装置，其特征在于，所述耦合电容(3)为80pF，所述同轴电缆(4)为50Ω。5.一种发电机局放在线监测装置的监测方法，其特征在于，所述监测方法应用于权利要求1
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4任一项所述的发电机局放...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟超，梅东升，苏周，梁浩，郭强，刘政修，张博洋，蔚鹏飞，赵潇然，付达，汤自强，
申请(专利权)人：北京京能能源技术研究有限责任公司，
类型：发明
国别省市：