[发明专利]发电机定子绝缘局部放电缺陷的自动模式识别方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种模式识别方法，具体地说是一种发电机定子绝缘局部放电缺陷的自动模式识别方法。

背景技术

发电机定子绝缘局部放电是指在电场作用下，定子绝缘系统中只有部分区域发生放电而没有形成贯穿性放电通道的一种放电，它是发电机定子绝缘的一种典型缺陷，可以分为绝缘内部放电、端部放电和槽部放电三种类型。

(1) 绝缘内部放电

现代发电机多选择合成树脂浸渍云母带绝缘体系，该系统的主绝缘中总会存在空隙。由于浸渍工艺过程中不可避免的出现的质量问题，空隙的数量和空隙的大小都略有不同，但通常在主绝缘系统中存在的细小空隙而产生的一定量的局部放电是可接受的，甚至多年以后也是可接受的。由热、机械等应力造成的分层通常在铜导线和主绝缘系统之中，但这种缺陷是危险的，它导致线匝或股线的绝缘受到损坏，并且这种损坏更加严重。另外，在主绝缘中或者主绝缘和铜导体的交界处发生分层会降低绝缘的导热性，并导致绝缘加速老化甚至热脱壳。

(2) 端部放电

线圈端部电场场强比较高，该部位会产生局部放电，这种放电通常位于定子线圈相间拐角处。如果端部的电晕防护因设计考虑不周，或受污染、空隙，热效应等影响失效时，就无法保证有效的电场梯度，线圈端部会发生表面放电，并慢慢地腐蚀材料。这是一个非常缓慢的故障机理。另外，局部放电会发生在两相之间的分隔处，例如由于交界处或支撑系统突出的部件没有充分清洁等造成的放电。

(3) 槽部放电

高压电机中，线圈和线棒的直线部分表面一般都涂有低阻层。由于接地铁芯和线圈表面间良好的电气和机械接触可以避免槽部放电。低阻涂层通常延伸至槽口外，并与线圈端部区域的防晕层/带搭接。如果在槽中或槽出口区域的低阻层损坏，例如由于安装槽楔过程中造成绝缘损伤、材料腐蚀、磨损等，就会发生高能量放电，这会对主要绝缘造成严重的损害，并最终导致绝缘事故。尽管检测到这种高能量放电不能判断绝缘最终失效时间，但估计这个时间可能不长，所以需要在早期进行必要的检测，以便采取合适的预防措施。

发电机定子绝缘局部放电是大型发电机长期运行中绝缘劣化的一个主要因素，为保障大型发电机安全运行，在生产实践中通过局部放电在线监测系统获得大型发电机定子绝缘局部放电的信息，利用计算机代替人对局部放电的放电所属相、放电类型、放电程度、放电等级、放点位置和放电发生原因等进行分类和判别，以便进一步判断发型发电机定子绝缘的可靠性，从而减少事故的发生。

在发电机局部放电在线监测的技术中，对放电信号波形的识别是核心的技术之一，其关系到能否准确判断出电机的状态。不同类型的局部放电有着不同的放电谱图，当下对绝缘内部放电、端部放电和槽部放电三种典型局部放电类型的放电谱图已经有了全面的掌握，只要通过局部放电在线监测系统获得发电机绝缘的放电信号波形，并与已掌握的三种放电图谱进行比对即可判断出发电机的局部放电状态，现有技术中虽然已经掌握到三种典型放电在脉冲上升时间和放电量大小都不相同，例如内部放电大多产生上升时间为几个纳秒的电流脉冲，频率分量集中在20～70MHz，而表面放电和槽放电产生的电流脉冲波形上会缓一些，上升时间多为几十至上百纳秒的，频率分量则分布在5～10MHz，内部放电和表面放电放电量小，约10²～10³pC，而槽放电则一般在10⁴ pC数量级，但事实上发电机定子绝缘局部放电是一个不可预测的过程，它有可能是单一类型的放电，也有可能是多种放电类型的重合，而检测中获取到的放电信号往往伴随着比较严重的噪声干扰，使得准确的获得放电信号的图谱变得困难重重，现有技术中采用带通滤波器和带阻滤波器的组合来抑制窄带干扰，但往往致使滤波后的放电信号存在交严重的失真，一些小的放电信号被噪声淹没，使得在线监测对发电机定子绝缘局部放电造成误判或者错判。

发明内容

本发明的目的是提供一种发电机定子绝缘局部放电缺陷的自动模式识别方法，能够解决现有技术中的缺点，准确高效的识别局部放电信号。

本发明的目的是通过以下技术措施实现的：

一种发电机定子绝缘局部放电缺陷的自动模式识别方法，其特征在于，包括如下步骤：

（a）发电机定子绝缘的原始局部放电信号采集；

（b）对步骤（a）获取的原始局部放电信号进行小波变换，并对小波变换后得到的最高阶高频信号进行阀值处理以将噪声信号消除，重构局部放电信号波形；