[发明专利]一种基于特征相位的多种局部放电混合信号分离方法

说明书

技术领域：

本发明属于电力设备局部放电检测技术领域，具体涉及一种基于特征相位的多种局部放电混合信号分离方法，用于电力设备多种局部放电类型混合发生时的识别。

背景技术：

电力设备的绝缘材料是保证电力设备正常运行的重要组件，但是由于绝缘材料在强电场作用下老化或绝缘材料加工缺陷，在电力设备运行中绝缘材料内部会出现局部放电，局部放电的发展会加速绝缘材料的老化，从而导致电力设备寿命缩短，所以必须尽早发现和识别局部放电的类型，采用措施减缓电力设备的老化。

根据局部放电统计量进行局部放电类型识别的方法较多，目前比较成熟的方法是基于相位的放电序列(PRPD，Phase Resolved Pluse Sequence)生成的放电相位谱图，如放电量-相位二维谱图和放电量-相位-放电次数三维谱图，这些谱图提供了29种特征参量，如偏斜度、峭度等，可以用于局部放电类型识别。

然而，现场实际情况往往存在多种放电类型同时发生的情况，当多种放电类型同时发生时，上述方法目前尚无法区分多种放电类型同时发生的情况，本发明根据不同放电量在不同相位上发生的次数作为统计参量，提出了一种新基于特征相位的特征向量，可以用于多种放电类型混合发生时的识别。

发明内容：

本发明的目的是为了解决多种局部放电类型同时发生时识别问题，提供了一种基于特征相位的多种局部放电混合信号分离方法，并验证了特征参量在多种局部放电类型混合发生中识别的有效性。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案来实现的：

一种基于特征相位的多种局部放电混合信号分离方法，包括以下步骤：

1)采集不同放电类型的多组局部放电信号，每组信号包含多个工频周期；

2)对同一种放电类型中每一组局部放电信号进行每一个工频相位上不同放电量或放电幅值发生次数的统计，得到能够反映不同相位上不同放电量或放电幅值发生次数的二维统计矩阵PDPattern，重复上述步骤得到同一种放电类型多组二维统计矩阵PDPattern，并按照矩阵相加的运算得到同一种放电类型的二维统计矩阵PDPattern；

3)对同一种放电类型的二维统计矩阵PDPattern进行奇异值分解，取奇异值最大值对应的向量，该向量表示每一个相位上放电次数的变化剧烈情况，向量值越大说明该相位的特征变化越明显；利用硬阈值方法，从向量中提取大于某一个阈值的值，即得到该放电类型对应的特征相位FeaturePhase；

4)对不同放电类型的信号，重复步骤2)和3)，得到各个放电类型各自的特征相位FeaturePhase；

5)对同一种放电中每一组局部放电信号的某一个特征相位进行不同放电量发生次数的统计，得到能够反映特征相位上不同放电量发生次数的列向量PhaseArray，对多组信号重复上述步骤，得到同一种放电类型多组该特征相位上的PhaseArray，按照如下公式合并多个列向量，构成该特征相位的放电量发生次数的统计二维矩阵，即该特征相位二维统计矩阵PhaseMatrix；

PhaseMatrix＝[PhaseArray₁PhaseArray₂……PhaseArray_n](1)

其中1,2,……n表示局部放电信号的编号；

6)对PhaseMatrix进行奇异值分解，取奇异值最大值对应的特征向量，即得到该特征相位的特征向量；

7)重复上述步骤5)和6)，得到同一种放电类型所有特征相位上的特征向量；

8)对不同放电类型的数据重复步骤5)～7)，得到不同放电类型的所有特征相位上的特征向量；

9)对局部放电混合信息中的放电类型进行区分，利用特征相位上的特征向量与多种局部放电混合信息相应相位上的信息进行相似度比较，根据相似度大小判断是否存在对应的放电类型，结果表明存在某种放电类型时，放电信息与特征向量的相似度达到80％以上。

本发明进一步的改进在于，步骤2)中放电量的单位为pC，放电幅值的单位为mV、V或dB。

本发明进一步的改进在于，步骤2)中局部放电二维统计矩阵PDPattern能够以二维图像的形式表示。

本发明进一步的改进在于，步骤2)的具体实现方法如下：

201)记录局部放电发生过程中多个工频周期的放电量或放电幅值和对应的放电相位；

202)建立二维统计矩阵PDPattern，得到某一个工频相位上不同放电量或放电幅值发生的次数，步骤如下：