【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于變壓器絕緣紙，具體而言，涉及一種變壓器絕緣紙中含水量評估方法、介質(zhì)及系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
1、變壓器是電力系統(tǒng)中不可或缺的關(guān)鍵設(shè)備,其絕緣性能的好壞直接關(guān)系到設(shè)備的安全運(yùn)行。絕緣紙作為變壓器內(nèi)部主要的絕緣材料,其含水量是判斷絕緣性能的重要指標(biāo)之一。過高的含水量會降低絕緣強(qiáng)度,導(dǎo)致絕緣擊穿,引發(fā)嚴(yán)重的電力事故。因此,對變壓器絕緣紙含水量進(jìn)行準(zhǔn)確評估具有重要的工程意義。
2、現(xiàn)有的絕緣紙含水量檢測方法主要包括:
3、1.實(shí)驗(yàn)室取樣檢測法。該方法是將變壓器絕緣紙取樣帶回實(shí)驗(yàn)室,采用烘干稱重等方式測定含水量。該方法準(zhǔn)確性高,但需要停機(jī)取樣,操作復(fù)雜,無法連續(xù)監(jiān)測。
4、2.絕緣油溶解水分檢測法。該方法是通過測量絕緣油中溶解的水分含量來間接推算絕緣紙的含水量。該方法操作簡單,但僅能反映絕緣油中的水分,無法直接反映絕緣紙本身的含水情況。
5、3.紅外光譜法。該方法利用絕緣紙?jiān)谔囟t外波段的吸收特性來檢測含水量。該方法無需取樣,可實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)測,但受環(huán)境溫濕度等因素影響較大,精度有待提高。
6、上述現(xiàn)有檢測方法雖然各有優(yōu)缺點(diǎn),但總體來說均無法實(shí)現(xiàn)變壓器絕緣紙中含水量的在線連續(xù)高效檢測。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、有鑒于此，本專利技術(shù)提供一種變壓器絕緣紙中含水量評估方法、介質(zhì)及系統(tǒng)，能夠解決現(xiàn)有技術(shù)無法實(shí)現(xiàn)變壓器絕緣紙中含水量的在線連續(xù)高效檢測的技術(shù)問題。
2、本專利技術(shù)是這樣實(shí)現(xiàn)的：
3、本專利技術(shù)的第一方面提供
4、s10、在變壓器的絕緣紙上采用均勻分布的方式確定多個采集點(diǎn)；
5、s20、對于每個采集點(diǎn)，在調(diào)整所述超聲波發(fā)射器的發(fā)射端延長線和超聲波接收器的接收端延長線相交于所述采集點(diǎn)后，控制所述超聲波發(fā)射器連續(xù)發(fā)出等差頻率序列的超聲波，記為發(fā)射信號組，同時接收所述超聲波接收器采集到的反射信號組；
6、s30、對所述反射信號組進(jìn)行預(yù)處理，得到預(yù)處理反射信號組；
7、s40、將所述發(fā)射信號組與所述預(yù)處理反射信號組采用互相關(guān)的方法進(jìn)行對齊，得到不同頻率的發(fā)射-反射信號對；
8、s50、計(jì)算每一種頻率的發(fā)射-反射信號對中發(fā)射信號與反射信號的融合相似度數(shù)組，包括幅值相似度、相位相似度以及頻譜相似度；
9、s60、將每一種頻率對應(yīng)的融合相似度數(shù)組按照頻率從低到高的順序拼接為相似度矩陣；
10、s70、將所述相似度矩陣輸入到預(yù)先訓(xùn)練好的變壓器絕緣紙中含水量評估模型，得到絕緣紙的含水量，記為所述集點(diǎn)的含水量；
11、s80、基于每個采集點(diǎn)的坐標(biāo)及其含水量，采用插值法計(jì)算整個絕緣紙的含水量，并輸出。
12、其中，所述超聲波收發(fā)裝置包括超聲波發(fā)射器、超聲波接收器，所述超聲波發(fā)射器用于發(fā)射不同頻率的超聲波，所述超聲波接收器用于接受絕緣紙反射的超聲波。
13、其中，所述等差頻率序列為100個以上等差頻率。
14、進(jìn)一步的，不同頻率的超聲波的頻率范圍在100khz到1mhz之間。
15、其中，所述對所述反射信號組進(jìn)行預(yù)處理的步驟，包括濾波、歸一化和時域窗化。
16、濾波:采用帶通濾波器對反射信號進(jìn)行濾波,去除高頻噪聲和低頻漂移,保留有效的頻帶信息。濾波器的截止頻率可設(shè)置為50khz和2mhz之間。
17、歸一化:將反射信號進(jìn)行歸一化處理,使得所有信號的幅值在0到1之間,消除幅值差異的影響。
18、時域窗化:采用漢明窗對反射信號進(jìn)行窗化處理,可以抑制時域兩端的尖峰,減少頻域泄漏。
19、其中，所述幅值相似度采用歐氏距離計(jì)算，所述相位相似度采用相位差的標(biāo)準(zhǔn)差，所述頻譜相似度采用頻譜功率差的歐氏距離。
20、其中，所述變壓器絕緣紙中含水量評估模型采用多層感知機(jī)或卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。
21、其中，所述采用插值法計(jì)算整個絕緣紙的含水量采用的是雙線性插值法。
22、其中,所述步驟s10,具體包括:將變壓器絕緣紙劃分為若干個小方格,每個小方格的尺寸為5厘米x5厘米,然后在每個小方格的中心確定一個采集點(diǎn),通過這種均勻分布的方式確定多個采集點(diǎn),采集點(diǎn)的坐標(biāo)用(x,y)表示,其中x表示水平坐標(biāo),y表示垂直坐標(biāo),這樣可以充分覆蓋整個絕緣紙,為后續(xù)的含水量分析提供全面的數(shù)據(jù)支撐。
23、其中,所述步驟s20具體包括:首先調(diào)整超聲波發(fā)射器和超聲波接收器的位置,使得它們的延長線在采集點(diǎn)處相交,確保發(fā)射的超聲波能夠直接照射到采集點(diǎn)處的絕緣紙表面,并且反射信號也能被接收器捕捉到；其次,控制超聲波發(fā)射器連續(xù)發(fā)出一組等差頻率的超聲波脈沖,頻率范圍在100千赫茲到1兆赫茲之間,頻率間隔為10千赫茲,通過發(fā)射這樣一組頻率連續(xù)變化的超聲波脈沖,可以獲取絕緣紙?jiān)诓煌l率下的反射特性；同時,超聲波接收器會捕捉到這些超聲波脈沖在絕緣紙表面反射后的回波信號,記為反射信號組。
24、其中,所述步驟s30具體包括:首先,采用帶通濾波器對反射信號進(jìn)行濾波,去除高頻噪聲和低頻漂移,保留有效的頻帶信息,濾波器的截止頻率設(shè)置為50千赫茲和2兆赫茲之間；然后,將反射信號進(jìn)行歸一化處理,使得所有信號的幅值在0到1之間,消除幅值差異的影響；最后,采用漢明窗對反射信號進(jìn)行窗化處理,可以抑制時域兩端的尖峰,減少頻域泄漏。通過以上預(yù)處理步驟,可以得到更加清晰、干凈的反射信號組,為后續(xù)的相關(guān)分析奠定基礎(chǔ)。
25、其中,所述步驟s40具體包括:利用互相關(guān)的方法對發(fā)射信號組和預(yù)處理反射信號組進(jìn)行對齊,通過計(jì)算互相關(guān)函數(shù)的峰值位置,可以確定發(fā)射信號與反射信號之間的時間對齊關(guān)系,對于每一種發(fā)射頻率,都可以得到一對對應(yīng)的發(fā)射-反射信號,這些信號對構(gòu)成了不同頻率下的發(fā)射-反射信號對,通過這種方式,可以獲得絕緣紙?jiān)诟鱾€頻段下的反射特性,為后續(xù)的含水量分析提供依據(jù)。
26、其中,所述步驟s50具體包括:為了全面評估發(fā)射信號和反射信號的相似程度,需要從幅值相似度、相位相似度和頻譜相似度三個角度進(jìn)行分析,幅值相似度可以采用歐氏距離進(jìn)行計(jì)算,相位相似度可以采用相位差的標(biāo)準(zhǔn)差進(jìn)行計(jì)算,頻譜相似度可以采用頻譜功率差的歐氏距離進(jìn)行計(jì)算,通過這三種相似度指標(biāo),可以全面評估發(fā)射信號和反射信號的相似程度,為后續(xù)的含水量評估提供依據(jù)。
27、其中,所述步驟s60具體包括:將步驟s50計(jì)算得到的各種頻率下的融合相似度數(shù)組(包括幅值相似度、相位相似度和頻譜相似度)按照頻率從低到高的順序依次排列,形成一個相似度矩陣,矩陣的每一行對應(yīng)一種相似度指標(biāo),每一列對應(yīng)一個頻率點(diǎn),這樣的相似度矩陣可以反映出絕緣紙?jiān)诓煌l率下的整體反射特性,為后續(xù)的含水量評估提供全面的數(shù)據(jù)支撐。
28、其中,所述步驟s70具體包括:首先收集一批具有已知含水量的變壓器絕緣紙樣品,并本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種變壓器絕緣紙中含水量評估方法，其特征在于，所述方法用于采用超聲波收發(fā)裝置采集變壓器中絕緣紙的反射信號，并利用所述反射信號評估所述絕緣紙的含水量，具體包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種變壓器絕緣紙中含水量評估方法，其特征在于，所述超聲波收發(fā)裝置包括超聲波發(fā)射器、超聲波接收器，所述超聲波發(fā)射器用于向變壓器絕緣紙發(fā)射不同頻率的超聲波，所述超聲波接收器用于接受絕緣紙反射的超聲波。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種變壓器絕緣紙中含水量評估方法，其特征在于，所述等差頻率序列為100個以上等差頻率。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種變壓器絕緣紙中含水量評估方法，其特征在于，不同頻率的超聲波的頻率范圍在100kHz到1MHz之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種變壓器絕緣紙中含水量評估方法，其特征在于，所述對所述反射信號組進(jìn)行預(yù)處理的步驟，包括濾波、歸一化和時域窗化。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種變壓器絕緣紙中含水量評估方法，其特征在于，所述幅值相似度采用歐氏距離計(jì)算，所述相位相似度采用相位差的標(biāo)準(zhǔn)差，所述頻譜相似度采用頻譜功率
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種變壓器絕緣紙中含水量評估方法，其特征在于，所述變壓器絕緣紙中含水量評估模型采用多層感知機(jī)或卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種變壓器絕緣紙中含水量評估方法，其特征在于，所述采用插值法計(jì)算整個絕緣紙的含水量采用的是雙線性插值法。
9.一種計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)中存儲有程序指令，所述程序指令運(yùn)行時，用于執(zhí)行權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)所述的一種變壓器絕緣紙中含水量評估方法。
10.一種變壓器絕緣紙中含水量評估系統(tǒng)，其特征在于，包含超聲波收發(fā)裝置，以及權(quán)利要求9所述的計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，所述超聲波收發(fā)裝置設(shè)置在待測絕緣紙含水量的變壓器中，所述超聲波收發(fā)裝置包括超聲波發(fā)射器和超聲波接收器，所述超聲波發(fā)射器用于面向所述變壓器的絕緣紙發(fā)射不同頻率的超聲波，所述超聲波接收器用于接收絕緣紙反射的超聲波。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種變壓器絕緣紙中含水量評估方法，其特征在于，所述方法用于采用超聲波收發(fā)裝置采集變壓器中絕緣紙的反射信號，并利用所述反射信號評估所述絕緣紙的含水量，具體包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種變壓器絕緣紙中含水量評估方法，其特征在于，所述超聲波收發(fā)裝置包括超聲波發(fā)射器、超聲波接收器，所述超聲波發(fā)射器用于向變壓器絕緣紙發(fā)射不同頻率的超聲波，所述超聲波接收器用于接受絕緣紙反射的超聲波。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種變壓器絕緣紙中含水量評估方法，其特征在于，所述等差頻率序列為100個以上等差頻率。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種變壓器絕緣紙中含水量評估方法，其特征在于，不同頻率的超聲波的頻率范圍在100khz到1mhz之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種變壓器絕緣紙中含水量評估方法，其特征在于，所述對所述反射信號組進(jìn)行預(yù)處理的步驟，包括濾波、歸一化和時域窗化。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種變壓器絕緣紙中含水量評估方法，其特征在于，所述幅...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：白金，周秀，張灝，田天，馮垚，潘慶慶，吳旭濤，朱琳，馬奎，崇信民，孫尚鵬，王斌，李慶華，岳增顯，
申請(專利權(quán))人：國網(wǎng)寧夏電力有限公司電力科學(xué)研究院，
類型：發(fā)明
國別省市：
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