[发明专利]基于超高频信号的GIS局部放电分频故障图谱绘制方法

说明书

【技术领域】

本发明涉及故障图谱绘制领域，特别涉及一种GIS局部放电故障图谱的绘制方法。

【背景技术】

气体绝缘全封闭式组合电器(GIS)，以其结构紧凑、检修周期长、受外界环境影响小等优点在电力系统中得到了广泛应用。但由于GIS结构复杂，制造与检修工艺精细，使部分常规预防性试验方法难以有效实施，而且，一旦GIS发生故障后果，会导致重大停电事故的发生，影响较大范围用电质量。

目前已有大量学者在该领域研究，主要通过获得相关放电数据并进行处理进而分析GIS局部放电的规律和实际中GIS的绝缘状态，为GIS的推广和可靠安全运行提供技术支持。故GIS局放数据和处理手段成了研究的关键。现在常用的局放数据的采集来源主要来自于脉冲电流法、化学物质检测法、超声波法和超高频法，每种采集方法都有其各自的优点和缺点，脉冲电流法在实验的环境下可以准确测量放电量，但是在现场应用容易受到干扰，而化学物质检测法简单易操作，但放电时生成的物质不稳定，目前较常用的为超声波法和超高频法，前者较为灵敏，且不受电信号干扰，但是传播距离短易衰减，而超高频信号抗衰减性较好且抗干扰，其得到了更广泛的应用，而本专利所依托的数据即是有超高频方法得到的。

GIS局放研究中，放电数据处理后的放电图谱具有极其重要地位，目前图谱的绘制包括PRPD和PRPSA两种模式，其中有幅值-相位图、飞行图、三维谱图等等，但这些谱图绘制是由全部放电数据进行绘制。

【发明内容】

本发明的目的在于提供一种基于超高频信号的GIS局部放电分频故障图谱绘制方法，为GIS局部放电故障的检测与识别提供技术支持。本发明通过提取超高频局部放电信号并进行自适应滤波，实时滤除干扰信号，然后自适应确定有效频点序列，计算各有效频点特征量，并绘制随有效频点变化的动态故障图谱、分频放电特征趋势图谱和有效频点数量变化趋势谱图。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

基于超高频信号的GIS局部放电分频故障图谱绘制方法，包括以下步骤：

第一步、进行典型缺陷金属尖端缺陷GIS局部放电实验，同步分别获取GIS局部放电信号x^p和外界干扰信号xⁿ；

第二步、对获取的GIS局部放电信号x^p进行自适应滤波，得到滤波后的频域信号v^pf；

第三步、对滤波后的GIS局部放电信号v^pf自适应选取起始有效频点f_start和结束有效频点f_end，并按照设定的频点间隔f_BW得到有效频点序列f_j；

第四步、每200us计算一次各有效频点f_j处的放电量和放电相位

第五步、统计1秒内每个有效频点f_j处局部放电的放电相位放电量q_j及放电次数n_j，并计算每个有效频点f_j处的平均放电量qave^j、最大放电相位

第六步、绘制GIS局部放电分频故障图谱。

本发明进一步的改进在于：所述GIS局部放电分频故障图谱为：

放电相位放电量q_j-放电次数n_j随有效频点f_j变化的动态故障图谱影像、有效放电频点数量变化趋势谱图或分频放电特征趋势谱图中一种或多种。

本发明进一步的改进在于：第一步中在GIS上或内部安装超高频传感器，用于采集GIS局部放电信号x^p；同时在GIS外部放置一个超高频传感器，用于采集GIS外部干扰信号xⁿ；所选用的两个超高频传感器，其有效频段为300MHz～2000MHz。

本发明进一步的改进在于：第二步具体包括以下步骤：

1)对获取的外界干扰信号xⁿ进行FFT变换，得到对应于不同频率分量的幅值序列vⁿ；

2)对所有频率分量的幅值序列vⁿ，求取中值vmedⁿ和鲁棒标准差vmadⁿ：

vmedⁿ＝median(vⁿ)