[发明专利]一种用于变压器内部多局部放电源的分离方法及系统

说明书

本发明公开了一种用于变压器内部多局部放电源的分离方法及系统，方法步骤包括获取局部放电信号的原始波形并对时域信号获取频域信号；对于时域信号、频域信号分别计算能量累积函数值、进行数学形态梯度计算，基于能量累积函数值、梯度值提取信号特征量，再依次进行降维处理、特征聚类，得到分离后的多个局部放电源；步骤包括波形获取程序模块、累积函数计算程序模块、梯度计算程序模块、特征量提取程序模块、特征量降维程序模块、聚类程序模块。本发明能够克服变压器结构复杂、局部放电信号传输路径复杂、原始信号畸变严重的问题，实现变压器等复杂结构设备的多放电源的分离和识别，具有结构适应性好、分离准确度高的优点。

技术领域

本发明涉及电网的多局部放电信号检测技术，具体涉及一种用于变压器内部多局部放电源的分离方法及系统。

背景技术

变压器是电网的核心设备之一，其稳定、可靠运行将对电力系统意义重大。由于设计制造、工艺及运维水平限制或系统故障，变压器的损坏时有发生。统计表明，随着电网的迅猛发展，电力系统短路容量增加，变压器遭受外部扰动造成的隐患越来越多，变压器绕组容易发生变形，变形后可能引起局部放电，在局部放电的长期作用下，变压器绝缘损伤部位逐渐扩大，最终可能导致变压器的绝缘发生击穿。同时，变压器由于制造、生产、安装等过程中可能存在的微小缺陷，在长期运行后很可能进一步恶化，产生局部放电，引起变压器绝缘性能的降低。因而准确掌握变压器局部放电情况具有重要意义。

目前局部放电信号的识别尤其是多局部放电源信号的识别，在GIS等设备中应用较多，由于GIS设备结构简单，不同类型局部放电的原始信号几乎没有被衰减和畸变，较容易提取相关特征。但是对于变压器，存在绕组、铁心、引线、绝缘纸板等结构，局部放电信号传输路径复杂，原始信号畸变严重，因此需要新的方法进行适应于变压器等复杂结构设备的多放电源的分离和识别。

发明内容

本发明要解决的技术问题：针对现有技术的上述问题，提供一种能够克服变压器结构复杂、局部放电信号传输路径复杂、原始信号畸变严重的问题，实现变压器等复杂结构设备的多放电源的分离和识别，结构适应性好、分离准确度高的用于变压器内部多局部放电源的分离方法及系统。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一方面，本发明提供一种用于变压器内部多局部放电源的分离方法，步骤包括：

1)获取变压器内部多个局部放电源的局部放电信号的原始波形；

2)对原始波形的时域信号v(t)进行傅里叶FFT变换得到频域信号F(f)；分别基于能量累积函数对时域信号v(t)计算时域信号v(t)时间累积到t_k的时域信号能量累积函数值，基于能量累积函数对频域信号F(f)计算频域信号F(f)时间累积到f_k的频域信号能量累积函数值；

3)分别针对时域信号能量累积函数值、频域信号能量累积函数值进行数学形态梯度计算，得到时域梯度值和频域梯度值；

4)基于时域信号能量累积函数值、频域信号能量累积函数值、时域梯度值、频域梯度值提取多个局部放电信号的信号特征量；

5)将提取得到的多个局部放电信号的信号特征量进行降维处理形成组合特征；

6)基于组合特征对局部放电信号进行特征聚类，从而得到分离后的多个局部放电源；

步骤5)的详细步骤包括：

5.1)根据提取得到的多个局部放电信号的信号特征量进行两两求差得到多个组合变量；

5.2)采用线性判别式算法对多个组合变量进行降维优化处理，提取其中最具效果的两个组合变量P₁、P₂作为降维处理形成的组合特征。