[發明專利]變壓器脈沖電流局部放電波形的分類和去噪方法及系統

在審

• 申請號: 201711122304.5
• 申請日: 2017-11-14
• 公開（公告）號: CN107942210A
• 公開（公告）日: 2018-04-20
• 發明（設計）人: 司文榮;傅晨釗;吳天逸;陳璐;袁鵬
• 申請（專利權）人: 國網上海市電力公司;華東電力試驗研究院有限公司;西安茂榮電力設備有限公司
• 主分類號: G01R31/12
• 分類號: G01R31/12;G06N3/08
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司31225
• 代理人: 應小波

1.一種變壓器脈沖電流局部放電波形的分類和去噪方法，其特征在于，該方法包括：采用高速采集單元記錄變壓器交流耐壓下的脈沖電流放電信號、放電時刻和試驗電壓波形數據；

對測量得到的數據處理成脈沖電流波形-時間序列，基于Wigner時頻分布算法對脈沖電流波形-時間序列對應的脈沖群進行特征參數提取，形成2D特征參數分布圖；

對2D特征參數分布圖使用無監督聚類競爭學習網絡算法對獲取的脈沖群進行快速分類，從而實現變壓器脈沖電流局部放電波形的快速分類和去噪。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述的2D特征參數分布圖用于直觀顯示不同脈沖群類聚特性。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，該方法具體包括以下步驟：

步驟1，基于交流耐壓試驗和局部放電脈沖電流寬帶檢測系統，對變壓器試品進行試驗，獲取振交流電壓波形下的局部放電脈沖電流波形、放電時刻和試驗電壓波形數據；

步驟2，局部放電脈沖波形數據采集基于脈沖波形觸發技術記錄單個時域波形和對應放電時刻；

步驟3，形成脈沖波形-時間序列并繪制對應的PRPD譜圖；

步驟4，采用Wigner時頻分布算法對脈沖電流波形-時間序列對應的脈沖群進行特征參數提取，形成2D特征參數分布圖；

步驟5，基于2D特征參數分布圖使用無監督聚類競爭學習網絡分析算法對獲取的脈沖群進行快速分類；

步驟6，分類結果的子脈沖群PRPD譜圖繪制，用于區分干擾源和局部放電源，從而實現快速分類和去噪。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述的交流耐壓試驗和局部放電脈沖電流寬帶檢測系統包括電容分壓器、檢測阻抗、采集存儲傳輸裝置、交流試驗高壓電源和控制器，所述的控制器分別與采集存儲傳輸裝置和交流試驗高壓電源連接，所述的交流試驗高壓電源分別與電容分壓器、檢測阻抗連接，所述的檢測阻抗與變壓器試品連接，所述的采集存儲傳輸裝置分別與電容分壓器和變壓器試品連接。

5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，所述的電容分壓器包括依次串聯的電容C1和電容C2，用于對交流高電壓進行分壓，將低壓臂電壓波形信號傳送至采集存儲傳輸裝置。

6.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，所述的交流耐壓試驗和局部放電脈沖電流寬帶檢測系統的各參數如下：

a)檢測阻抗響應帶寬需達到ns級，不會畸變局部放電脈沖電流的時域波形；

b)C1和C2組成的電容分壓器的響應帶寬需達到μs級，不會畸變交流試驗電壓的時域波形；

c)采集存儲傳輸裝置的采樣率：局部放電脈沖電流信號在100MS/s及以上，模擬帶寬50MHz及以上；試驗電壓波形信號在1MS/s及以上，模擬帶寬500kHz及以上。

7.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，所述的脈沖波形-時間序列P(t_j)具體為：

式中：j——第j個脈沖波形；

t_j——第j個脈沖波形出現時間；

k——每個脈沖波形由k個點組成；

pⁱ——脈沖波形第i個點對應的幅值；

Δt(i-1)——脈沖波形第i個點對應的時間。

8.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，所述的Wigner時頻分布算法具體為：

單個脈沖波形的Wigner時頻分布定義如下：

對單個脈沖波形的WVD_P(t,f)進行如下處理：

式(2)和(3)中：

t——脈沖波形的時間維度；

f——脈沖波形的頻域維度；

τ——脈沖波形的時間維度變量；

e——自然常數；

π——圓周率；

j——虛數單位；

從而形成2D特征參數分布圖(WVD_T,WVD_F)。