[发明专利]变压器脉冲电流局部放电波形的分类和去噪方法及系统

权利要求书

1.一种变压器脉冲电流局部放电波形的分类和去噪方法，其特征在于，该方法包括：采用高速采集单元记录变压器交流耐压下的脉冲电流放电信号、放电时刻和试验电压波形数据；

对测量得到的数据处理成脉冲电流波形-时间序列，基于Wigner时频分布算法对脉冲电流波形-时间序列对应的脉冲群进行特征参数提取，形成2D特征参数分布图；

对2D特征参数分布图使用无监督聚类竞争学习网络算法对获取的脉冲群进行快速分类，从而实现变压器脉冲电流局部放电波形的快速分类和去噪。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的2D特征参数分布图用于直观显示不同脉冲群类聚特性。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法具体包括以下步骤：

步骤1，基于交流耐压试验和局部放电脉冲电流宽带检测系统，对变压器试品进行试验，获取振交流电压波形下的局部放电脉冲电流波形、放电时刻和试验电压波形数据；

步骤2，局部放电脉冲波形数据采集基于脉冲波形触发技术记录单个时域波形和对应放电时刻；

步骤3，形成脉冲波形-时间序列并绘制对应的PRPD谱图；

步骤4，采用Wigner时频分布算法对脉冲电流波形-时间序列对应的脉冲群进行特征参数提取，形成2D特征参数分布图；

步骤5，基于2D特征参数分布图使用无监督聚类竞争学习网络分析算法对获取的脉冲群进行快速分类；

步骤6，分类结果的子脉冲群PRPD谱图绘制，用于区分干扰源和局部放电源，从而实现快速分类和去噪。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的交流耐压试验和局部放电脉冲电流宽带检测系统包括电容分压器、检测阻抗、采集存储传输装置、交流试验高压电源和控制器，所述的控制器分别与采集存储传输装置和交流试验高压电源连接，所述的交流试验高压电源分别与电容分压器、检测阻抗连接，所述的检测阻抗与变压器试品连接，所述的采集存储传输装置分别与电容分压器和变压器试品连接。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述的电容分压器包括依次串联的电容C1和电容C2，用于对交流高电压进行分压，将低压臂电压波形信号传送至采集存储传输装置。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述的交流耐压试验和局部放电脉冲电流宽带检测系统的各参数如下：

a)检测阻抗响应带宽需达到ns级，不会畸变局部放电脉冲电流的时域波形；

b)C1和C2组成的电容分压器的响应带宽需达到μs级，不会畸变交流试验电压的时域波形；

c)采集存储传输装置的采样率：局部放电脉冲电流信号在100MS/s及以上，模拟带宽50MHz及以上；试验电压波形信号在1MS/s及以上，模拟带宽500kHz及以上。

7.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述的脉冲波形-时间序列P(t_j)具体为：

式中：j——第j个脉冲波形；

t_j——第j个脉冲波形出现时间；

k——每个脉冲波形由k个点组成；

pⁱ——脉冲波形第i个点对应的幅值；

Δt(i-1)——脉冲波形第i个点对应的时间。

8.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述的Wigner时频分布算法具体为：

单个脉冲波形的Wigner时频分布定义如下：

对单个脉冲波形的WVD_P(t,f)进行如下处理：

式(2)和(3)中：

t——脉冲波形的时间维度；

f——脉冲波形的频域维度；

τ——脉冲波形的时间维度变量；

e——自然常数；

π——圆周率；

j——虚数单位；

从而形成2D特征参数分布图(WVD_T,WVD_F)。