[发明专利]基于脉冲序列分析的局部放电发展过程诊断方法

权利要求书

1.基于脉冲序列分析的局部放电发展过程诊断方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)信号采集：通过传感器捕获电力设备中所发出的局部放电信号，经过放大和数模转换后变成数字信号，并连续采集发送至信号预处理模块，其中，对局部放电信号采集的信息包括：外施电压幅值、频率，每一放电脉冲的相位-幅值信息以及局部放电脉冲之间的时序关系；

2)信号预处理：采用等效时频图对步骤1)中的每一放电脉冲的相位-幅值信息以及局部放电脉冲之间的时序关系分离出仅包含局部放电源的信息；

3)脉冲序列特征提取：包括激励连续局部放电脉冲所需的外施电压差Δu谱图、放电间隔Δt的频率分布图以及产生连续的局部放电脉冲所需的电位梯度Δu/Δt谱图；

4)基于脉冲序列特征量建立放电指纹库：对放电形成的Δu谱图、Δt频率分布图和Δu/Δt谱图上的簇丛进行9种特征参量的提取与统计并建立放电指纹库；对实验室中尖端放电、沿面放电和气隙放电三种典型缺陷下的不同发展阶段下300组以上样本进行统计分析，建立放电特征指纹库；其中，9种特征参量包括已知缺陷模型下放电的Δu谱图中的放电簇丛数目、位置、相对密度和放电发展轨迹，Δu/Δt谱图中的放电簇丛数目、位置、相对密度以及放电发展轨迹，以及Δt的频率分布图中的放电间隔特征值；

5)放电类型与发展阶段诊断：在对放电进行诊断时，对未知放电依据以上步骤2)和步骤3)提取特征参量，利用最小欧式距离法寻找与依据步骤4)得到的放电指纹库中与待诊数据相似度最高的放电类型与放电发展阶段，以相似度最高的放电类型与放电发展阶段为待诊数据的放电类型和放电发展阶段。

2.根据权利要求1所述的基于脉冲序列分析的局部放电发展过程诊断方法，其特征在于，步骤1)中，通过高频电流传感器或耦合电容传感器采集局部放电信号中的每一放电脉冲的相位-幅值信息以及局放脉冲之间的时序关系。

3.根据权利要求1所述的基于脉冲序列分析的局部放电发展过程诊断方法，其特征在于，步骤2)中，采用等效时频图对步骤1)中的每一放电脉冲的相位-幅值信息以及局部放电脉冲之间的时序关系分离出仅包含局部放电源的信息，具体包括以下步骤：

①获取待测电力设备每次局部放电电流脉冲的波形；

②特征提取：计算电流脉冲的等效时长T与等效频宽F，并绘制等效时频图；其计算步骤如下：

(a)对电流脉冲波形归一化处理，依据公式如下：

$\tilde{s}\left(t\right)=\frac{s\left(t\right)}{\sqrt{{\∫}_0^{T_1}s{\left(t\right)}^{2}dt}}---\left(1\right)$

式中：s(t)为采集的电流脉冲波形，是s(t)的归一化值，t为时间，T₁为采样时长；

(b)计算局部放电脉冲的时间重心，依据公式如下：

$t_0={\∫}_0^{T_1}t\tilde{s}{\left(t\right)}^{2}dt---\left(2\right)$

式中：是公式(1)计算得到的电流脉冲波形归一化值；

(c)计算局部放电脉冲的等效时长T，依据公式如下：

$T=\sqrt{{\∫}_0^{T_1}{(t-t_0)}^2\tilde{s}{\left(t\right)}^{2}dt}---\left(3\right)$

式中：t₀为公式(2)计算得到的时间重心，是公式(1)计算得到的电流脉冲波形归一化值；

(d)计算局部放电脉冲的等效频宽F，依据公式如下：

$F=\sqrt{{\∫}_0^{\mathrm{\∞}}{f}^2|\tilde{s}\left(f\right){|}^{2}df}---\left(4\right)$

式中：为的傅里叶变换频谱，f表示频率；

③将每个局放电流脉冲计算得到的等效时长T与等效频宽F，使用聚类方法对局部放电电流脉冲的波形进行聚类分析，将90％以上的白噪声、窄带噪声滤除。