[發明專利]一種利用正則化因子的振聲檢測信號濾波方法和系統

有效

• 申請號: 202011206213.1
• 申請日: 2020-11-03
• 公開（公告）號: CN112417994B
• 公開（公告）日: 2021-11-19
• 發明（設計）人: 翟明岳;魏會娜
• 申請（專利權）人: 華北電力大學
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06F17/16;G06F17/18;G01R31/62;G01H17/00
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本發明的實施例公開一種利用正則化因子的振聲檢測信號濾波方法和系統，所述方法包括：步驟101 獲取按時間順序采集的信號序列S；步驟102 生成正則矩陣；步驟103 求取正則化因子；步驟104 求取濾除噪聲后的信號序列。

技術領域

本發明涉及電力領域，尤其涉及一種變壓器振聲檢測信號的濾波方法和系統。

背景技術

隨著智能電網的高速發展，電力設備安全穩定運行顯得尤其重要。目前，對超高壓及以上電壓等級的電力設備開展運行狀態檢測，尤其是對異常狀態的檢測顯得愈加重要和迫切。電力變壓器作為電力系統的重要組成部分，是變電站中最重要的電氣設備之一，其可靠運行關系到電網的安全。一般而言，變壓器的異常狀態可分為鐵芯異常與繞組異常。鐵芯異常主要表現為鐵芯飽和，繞組異常通常包括繞組變形、繞組松動等。

變壓器異常狀態檢測的基本原理是提取變壓器運行中的各特征量，分析、辨識并跟蹤特征量以此監測變壓器的異常運行狀態。檢測方法按照接觸程度可分為侵入式檢測和非侵入式檢測；按照是否需停機檢測可分為帶電檢測和停電檢測；按照檢測量類型可以分為電氣量法和非電氣量法等。相比而言，非侵入式檢測可移植性強，安裝更方便；帶電檢測不影響變壓器運行；非電氣量法與電力系統無電氣連接，更為安全。當前變壓器運行狀態的常用檢測方法中，包括檢測局部放電的脈沖電流法和超聲波檢測法、檢測繞組變形的頻率響應法以及檢測機械及電氣故障的振動檢測法等。這些檢測方法主要檢測變壓器絕緣狀況及機械結構狀況，其中以變壓器振動信號(振聲)的檢測最為全面，對于大部分變壓器故障及異常狀態均能有所反應。

變壓器在運行過程中，鐵芯硅鋼片的磁致伸縮與繞組電動力引起的振動會向四周輻射不同幅值和頻率的振聲信號。變壓器正常運行時對外發出的是均勻的低頻噪聲；如果發出不均勻聲音，則屬不正常現象。變壓器在不同運行狀態下會發出有區別性的聲音，可通過對其發出聲音的檢測，掌握變壓器的運行狀況。值得關注的是，對變壓器不同運行狀態下發出聲音的檢測不僅可以檢測很多種引起電氣量變化的嚴重故障，還可以檢測許多并未危及絕緣的沒有引起電氣量變化的異常狀態，比如變壓器內外部零部件松動等。

由于振聲檢測方法利用了變壓器發出的震動信號，很容易受到環境噪聲的影響，因此如何有效地識別振聲與噪聲，是此方法能否成功的關鍵。

發明內容

如前所述，變壓器振聲檢測方法在變壓器運行狀態監測中有著廣泛的應用，且技術相對成熟，但是由于振聲檢測方法利用了變壓器發出的振動信號，很容易受到環境噪聲的影響，所以此方法在實際工作環境中應用時常常得不到令人滿意的結果。

本發明的目的是提供一種利用正則化因子的振聲檢測信號濾波方法和系統，所提出的方法利用了不同運行狀態下變壓器振聲信號差值與背景噪聲差值在正則化因子方面的差異，提高了狀態監測的性能。所提出的方法具有較好的魯棒性，計算也較為簡單。

為實現上述目的，本發明提供了如下方案：

一種利用正則化因子的振聲檢測信號濾波方法，包括：

步驟101獲取按時間順序采集的信號序列S；

步驟102生成正則矩陣，具體為：正則矩陣記為G，其第i行第j列元素記為g_ij，所用求取公式為：

其中：

T為信號序列S的采樣間隔，

f₀為信號序列S的中心頻率，

i＝1,2,···,N為行序號，

j＝1,2,···,N為列序號，

N為信號序列S的長度；

步驟103求取正則化因子，具體為：正則化因子記為λ，所用求取公式為：