[发明专利]一种特高压换流变压器绝缘监测及局部放电故障诊断方法

说明书

一种特高压换流变压器绝缘监测及局部放电故障诊断方法，在换流变压器身XYZ方向各布置1组特高频耦合器(UHF)采集局部放电信号，利用经验模态分解算法，经HHT带通滤波，得到信号时频矩阵A，再计算得到该信号的多维度能量参数和多维度样本熵参数P＝[p₁,p₂,…,p_l]，并以上述参数建立特征平面，最后利用基于超球面的支持向量机算法对其特征进行识别分类，实现对换流变压器的绝缘监测与故障诊断，本发明能够准确检测并提取局部放电信号的特征信息，监测、掌握换流变压器的绝缘劣化程度。

技术领域

本发明涉及换流变压器、常规变压器等大型电力设备绝缘监测和局部放电故障诊断领域，特别是涉及一种特高压换流变压器绝缘监测及局部放电故障诊断方法。

背景技术

局部放电既是电力变压器绝缘劣化的前期征兆，又是导致电力变压器绝缘性能劣化的主要诱因。目前对于变压器绝缘监测和局部放电故障诊断的手段和措施多为离线检测分析，缺乏在行之有效故障信号提取方法和故障诊断方法，难以实现对大型电力变压器绝缘及局放故障在线监测与诊断。

中国专利文献：“大型变压器局部放电定位检测方法”(CN201910347315.6)：通过在变压器套管与变压器油箱表面放置四个超声传感器，分析采集的超声波波形得到定位参数和时延，再通过时间差定位方程求解得到局部放电源的位置。最后重复试验求均值，得到局部放电的精确位置。该专利属于变压器的在线监测和诊断方法，但是，它对接收的放电超声波信号进行分析处理，通过求解时间差定位方程，得到局部放电源坐标(x，y，z)，最后再重复多达上百次试验得到上百次试验的局部放电源坐标后，求解平均值。它依频于超声波传感器，同时必须多次反复试验，才能求得最终局部放电源坐标。

发明内容

本发明的目的是提供一种特高压换流变压器绝缘监测及局部放电故障诊断方法，旨在能够准确检测并提取局部放电信号的特征信息，通过分析不同频带上的信号能量值和样本熵，进而找出不同故障的特征参数，实现不同故障的诊断识别，进而监测掌握换流变压器的绝缘劣化程度。

1、本发明目的是这样实现的：一种特高压换流变压器绝缘监测及局部放电故障诊断方法，其特征在于：

1)在待监测变压器身XYZ方向各布置一套，特高频耦器利用特高频耦合器采集的换流变压器原始的局部放电信号x(t)，其采样频率为f，采样点数为n，经过经EMD分解后得到m个本征模态函数IMF分量；

2)通过Hilbert变换求得每个IMF分量的时频分布谱，并将划分为l个频带，经HHT带通滤波，重构得到信号x(t)在不同频带上的分量，得到信号x(t)时频矩阵A

其中，a_ij代表信号x(t)在每个频带上的数据，i＝1,....,l，j＝1,....,n；

3)将时频矩阵A的每一行，也就每一个频带按照式(2)计算，得信号x(t)在该频带的能量值E(i)，i＝1,....,l；按照式(3)进行归一化处理，得到信号x(t)的l个频带上的能量参数记作：E＝[E^*(1),E^*(2),…,E^*(l)]；

4)再将将时频矩阵A的每一行，也就每一个频带按照式(4)计算，得信号x(t)在该频带的样本熵p(i)，i＝1,....,l；进而得到PD信号的l个频带上的样本熵值记作：P＝[p(1),p(2),…,p(l)]；

通常r取信号x(t)时间序列标准差的0.1-0.25倍，m取30至50的整数；