基于脉冲时频域分析的干式电抗器故障诊断方法及系统技术方案

本发明专利技术提供了一种基于脉冲时频域分析的干式电抗器故障诊断方法及系统，其包括：对测试干式电抗器施加脉冲入射信号，获取反射信号及响应信号，响应信号包括首端响应信号和末端响应信号；对反射信号和响应信号进行去噪处理，分别得到去噪反射信号和去噪响应信号；基于去噪响应信号和去噪反射信号分别提取第一特征量和第二特征量，基于第一特征量和第二特征量求取判定特征量；获取标准干式电抗器的标定特征量，根据判定特征量与标定特征量得到特征量变化幅度，基于特征量变化幅度确定测试干式电抗器的故障程度。本发明专利技术提供的基于脉冲时频域分析的干式电抗器故障诊断方法能够提高对干式电抗器匝间短路故障检测的检测精度并使检测故障状态更全面。使检测故障状态更全面。使检测故障状态更全面。

【技术实现步骤摘要】
基于脉冲时频域分析的干式电抗器故障诊断方法及系统


[0001]本专利技术涉及干式电抗器匝间短路故障检测
，具体涉及一种基于脉冲时频域分析的干式电抗器故障诊断方法及系统。

技术介绍

[0002]随着电力系统感性负荷的逐日增加，我国电网系统对于无功的需求也是随之增加，因此需要借助电抗器等设备来调节和补偿电网的无功功率在各类型的电抗器中，高压干式空心电抗器(简称干式电抗器)具有结构简单、电抗值线性度好、重量轻、设备成本相对较低、安装维护方便等特点，在电网中得到了广泛应用，是换流站中的重要设备之一。在实际运行中电抗器往往会发生不同类型的故障，其中最典型的即为匝间短路故障，匝间短路故障会给周围的电气设备带来安全隐患，并造成很大的经济损失。因此研究干式电抗器匝间短路故障的灵敏检测具有重要的现实意义。
[0003]行波法在电气领域中的应用是基于行波的折反射原理及行波传输理论来进行电气设备故障定位，因其原理简单、测距准确度高而被广泛应用。随着行波法的不断发展与改进，近年来采用行波技术检测发电机绕组匝间短路故障也成了热门话题，通过该技术也相继提出了重复脉冲法及单端故障检测法等新型检测方法，但传统的重复脉冲法及单端故障检测法办法仅分析一端信号的处理方式，往往会出现较大误差，导致分析结果误差较大，且无法确定干式电抗器的故障程度，无法全面的掌握干式电抗器的匝间绝缘状态。
[0004]综上，现有技术中对干式电抗器匝间短路故障进行检测时存在检测精度不高且检测故障状态不全面的技术问题。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，有必要提供一种基于脉冲时频域分析的干式电抗器故障诊断方法及系统，能够解决现有技术中对干式电抗器匝间短路故障进行检测时，检测精度不高且检测故障状态不全面的技术问题。
[0006]为了解决上述技术问题，一方面，本专利技术提供了一种基于脉冲时频域分析的干式电抗器故障诊断方法，包括：
[0007]对测试干式电抗器施加脉冲信号，获取反射信号及响应信号；
[0008]对所述反射信号和响应信号进行去噪处理，分别得到去噪反射信号和去噪响应信号；
[0009]基于所述去噪响应信号和去噪反射信号分别提取第一特征量和第二特征量，基于所述第一特征量和第二特征量求取判定特征量；
[0010]获取标准干式电抗器的标定特征量，根据所述判定特征量与标定特征量得到特征量变化幅度，基于所述特征量变化幅度确定测试干式电抗器的故障程度。
[0011]在一些可能实现的方式中，所述获取反射信号及响应信号，之后还包括：通过双向耦合器隔离所述脉冲入射信号。
[0012]在一些可能实现的方式中，所述对所述反射信号和响应信号进行去噪处理，分别得到去噪反射信号和去噪响应信号，包括：
[0013]基于经验模态分解算法对所述反射信号、首端响应信号和末端响应信号分别进行去噪处理，分别得到去噪反射信号、去噪首端响应信号和去噪末端响应信号。
[0014]在一些可能实现的方式中，所述基于所述去噪响应信号和去噪反射信号分别提取第一特征量和第二特征量，基于所述第一特征量和第二特征量求取判定特征量，包括：
[0015]基于所述去噪首端响应信号和去噪末端响应信号的波头时间比值获取第一特征量；
[0016]对所述去噪反射信号进行频域分析获得频谱图，基于所述频谱图进行频域积分获取第二特征量；
[0017]采用所述第一特征量和第二特征量的乘积作为所述判定特征量。
[0018]在一些可能实现的方式中，所述第一特征量和第二特征量均为无量纲量。
[0019]在一些可能实现的方式中，所述据所述判定特征量与标定特征量得到特征量变化幅度，基于所述特征量变化幅度确定测试干式电抗器的故障程度，包括：
[0020]根据所述判定特征量P
w
与标定特征量P
o
计算得到特征量变化幅度η：
[0021][0022]根据所述特征量变化幅度η的值超过设定阈值，判定所述测试干式电抗器发生故障，根据所述特征量变化幅度η的值的大小划分故障程度。
[0023]在一些可能实现的方式中，所述根据所述特征量变化幅度η的值超过设定阈值，判定所述测试干式电抗器发生故障，根据所述特征量变化幅度η的值的大小划分故障程度，包括：
[0024]当η∈[0，0.02]时，判定所述测试干式电抗器为正常工作状态；
[0025]当η∈[0.02，0.08]时，判定所述测试干式电抗器为轻微故障；
[0026]当η∈[0.08，0.15]时，判定所述测试干式电抗器为中度故障；
[0027]当η＞0.15，判定所述测试干式电抗器为重度故障。
[0028]另一方面，本专利技术还提供了一种基于脉冲时频域分析的干式电抗器故障诊断系统，其特征在于，包括：
[0029]信号发生模块，用于对测试干式电抗器施加脉冲信号，获取反射信号及响应信号；
[0030]信号处理模块，用于对所述反射信号和响应信号进行去噪处理，分别得到去噪反射信号和去噪响应信号；
[0031]特征提取模块，用于基于所述去噪响应信号和去噪反射信号分别提取第一特征量和第二特征量，基于所述第一特征量和第二特征量求取判定特征量；
[0032]故障判断模块，用于获取标准干式电抗器的标定特征量，根据所述判定特征量与标定特征量得到特征量变化幅度，基于所述特征量变化幅度确定测试干式电抗器的故障程度。
[0033]另一方面，本专利技术还提供了一种电子设备，包括处理器以及存储器，所述存储器上存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，实现上述实现方式中所述的基于脉冲时频域分析的干式电抗器故障诊断方法。
[0034]最后，本专利技术还提供了一种存储介质，所述存储介质存储有计算机程序指令，当所述计算机程序指令被计算机执行时，使计算机执行上述实现方式中所述的基于脉冲时频域分析的干式电抗器故障诊断方法。
[0035]采用上述实施例的有益效果是：本专利技术提供的基于脉冲时频域分析的干式电抗器故障诊断方法，一方面，通过使用耦合器隔离入射信号和反射信号，能够有效消除传统办法分析中入射信号对检测结果带来的影响，使后续提取的分析信号更加精确；另一方面，综合利用输入和输出两端的响应信号的时频域特性，相比于传统办法仅分析一端信号的处理方式，可以有效提高故障诊断准确度；最后，通过特征量变化幅度对干式电抗器匝间短路故障严重程度进行有效划分，能够更加全面的掌握干式电抗器的匝间绝缘状态。
附图说明
[0036]为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0037]图1为本专利技术提供的基于脉冲时频域分析的干式电抗器故障诊断方法一实施例的流程示意图；
[0038]图2为本专利技术提供的搭建测试环境一实施例的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于脉冲时频域分析的干式电抗器故障诊断方法，其特征在于，包括：对测试干式电抗器施加脉冲入射信号，获取反射信号及响应信号，所述响应信号包括首端响应信号和末端响应信号；对所述反射信号和响应信号进行去噪处理，分别得到去噪反射信号和去噪响应信号；基于所述去噪响应信号和去噪反射信号分别提取第一特征量和第二特征量，基于所述第一特征量和第二特征量求取判定特征量；获取标准干式电抗器的标定特征量，根据所述判定特征量与标定特征量得到特征量变化幅度，基于所述特征量变化幅度确定测试干式电抗器的故障程度。2.根据权利要求1所述的基于脉冲时频域分析的干式电抗器故障诊断方法，其特征在于，所述获取反射信号及响应信号，之后还包括：通过双向耦合器隔离所述脉冲入射信号。3.根据权利要求1所述的基于脉冲时频域分析的干式电抗器故障诊断方法，其特征在于，所述对所述反射信号和响应信号进行去噪处理，分别得到去噪反射信号和去噪响应信号，包括：基于经验模态分解算法对所述反射信号、首端响应信号和末端响应信号分别进行去噪处理，分别得到去噪反射信号、去噪首端响应信号和去噪末端响应信号。4.根据权利要求3所述的基于脉冲时频域分析的干式电抗器故障诊断方法，其特征在于，所述基于所述去噪响应信号和去噪反射信号分别提取第一特征量和第二特征量，基于所述第一特征量和第二特征量求取判定特征量，包括：基于所述去噪首端响应信号和去噪末端响应信号的波头时间比值获取第一特征量；对所述去噪反射信号进行频域分析获得频谱图，基于所述频谱图进行频域积分获取第二特征量；采用所述第一特征量和第二特征量的乘积作为所述判定特征量。5.根据权利要求4所述的基于脉冲时频域分析的干式电抗器故障诊断方法，其特征在于，所述第一特征量和第二特征量均为无量纲量。6.根据权利要求1所述的基于脉冲时频域分析的干式电抗器故障诊断方法，其特征在于，所述据所述判定特征量与标定特征量得到特征量变化幅度，基于所述特征量变化幅度确定测试干式电抗器的故障程度，包括：根据所述判定...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛梦娇，马勤勇，赵海鹏，王彦明，焦攀，孙旭辉，黄黎明，张晓星，金硕，鄂宜阳，李伟，康积钢，马玉成，
申请(专利权)人：国网新疆电力有限公司超高压分公司，
类型：发明
国别省市：