【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于電力設(shè)備絕緣在線監(jiān)測(cè)及故障診斷領(lǐng)域，涉及一種新型絕緣局部放電特征一體化優(yōu)化識(shí)別方法。
技術(shù)介紹
1、電力變壓器在制造、運(yùn)輸、安裝及運(yùn)行過(guò)程中，不可避免在絕緣中產(chǎn)生各種類型的缺陷，導(dǎo)致發(fā)生局部放電，影響電氣設(shè)備的安全運(yùn)行。而隨著現(xiàn)代電氣設(shè)備的逐漸高頻化，高頻變壓器的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛。但高頻變壓器在提升電能傳輸效率的同時(shí)，也會(huì)加速其油紙絕緣系統(tǒng)老化狀態(tài)的進(jìn)程。當(dāng)其工作頻率較高時(shí)，如果高頻變壓器內(nèi)部存在絕緣老化的缺陷，則可能在運(yùn)行過(guò)程中發(fā)生絕緣劣化或擊穿的事故。通過(guò)對(duì)高頻脈沖電壓下的油紙絕緣老化不同階段進(jìn)行識(shí)別，可以了解絕緣老化的嚴(yán)重程度，并在此基礎(chǔ)上確定高頻變壓器的維護(hù)方案，為變壓器的狀態(tài)監(jiān)測(cè)和壽命預(yù)測(cè)與評(píng)估奠定基礎(chǔ)。
2、目前研究熱點(diǎn)主要是工頻變壓器局部放電特征以及熱老化階段識(shí)別，針對(duì)高頻變壓器油紙絕緣熱老化階段識(shí)別方法研究較少。因此，隨著新型電力系統(tǒng)的發(fā)展和高頻的推進(jìn)，研究高頻變壓器油紙絕緣熱老化階段識(shí)別方法具有重要意義。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)旨在研究一種高頻脈沖電壓下油紙絕緣熱老化狀態(tài)診斷模式構(gòu)建方法，為高頻脈沖電壓下變壓器油紙絕緣熱老化識(shí)別提供了一種系統(tǒng)的識(shí)別方法。首先，搭建高頻脈沖下局部放電實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，基于建立的滑動(dòng)相窗模型采集上升沿/下降沿局部放電信號(hào)并去噪，根據(jù)去噪后的上升沿/下降沿放電信號(hào)得到不同頻率下相窗歸一化的局部放電圖譜；然后，從相窗歸一化的局放圖譜中提取相位跳變和相位集中度等通頻老化特征量；隨后，通過(guò)計(jì)算不同特征量與頻率之間的關(guān)聯(lián)
2、步驟1：搭建高頻脈沖下局部放電實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，對(duì)存在絕緣缺陷的樣本進(jìn)行局部放電實(shí)驗(yàn)。
3、步驟2：基于建立的滑動(dòng)相窗模型采集上升沿/下降沿高頻局部放電信號(hào)并去噪，從而得到不同頻率下相窗歸一化的局部放電圖譜；
4、步驟3：從相窗歸一化的局放圖譜中提取相位跳變和相位集中度等老化通用頻率特征量；
5、步驟4：通過(guò)計(jì)算不同通頻老化特征量與頻率之間的關(guān)聯(lián)度構(gòu)建關(guān)聯(lián)度矩陣，得到與頻率呈弱相關(guān)性的主成分并完成降維；
6、步驟5：采用粒子群算法對(duì)支持向量機(jī)分類算法進(jìn)行優(yōu)化，并用優(yōu)化后的支持向量機(jī)分類方法對(duì)高頻脈沖下的油紙絕緣熱老化不同階段進(jìn)行識(shí)別。
7、可選地，步驟1中搭建高頻脈沖局部放電實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，高頻脈沖局部放電實(shí)驗(yàn)平臺(tái)由高頻脈沖電壓電源、保護(hù)電阻、耦合電容、高壓差分探頭、缺陷模型、高頻電流互感器和數(shù)字示波器構(gòu)成。其中，高頻脈沖電壓電源輸入電壓和頻率分別為單相220v±10%，輸出頻率為1khz至20khz(范圍可調(diào))。數(shù)字示波器的帶寬為400m，最大采樣頻率為20g/s；
8、可選地，步驟2中不同頻率下相窗歸一化的局部放電圖譜可以通過(guò)建立滑動(dòng)相窗模型得到，包括：
9、首先通過(guò)分壓探頭檢測(cè)方波信號(hào)，然后基于高頻脈沖方波的上升沿/下降沿區(qū)間（ t1,? t2）提取該區(qū)間內(nèi)的局部放電信號(hào)，則采集到的局部放電信號(hào)的相位范圍為（360* t1* f，360* t2* f）；然后以1khz為基頻確定上升沿/下降沿的相窗數(shù)量，進(jìn)而固定每一個(gè)上升沿/下降沿的相窗數(shù)量，當(dāng)頻率變化時(shí)，通過(guò)改變頻率調(diào)整相窗大小，使得不同頻率的上升沿/下降沿的相窗數(shù)量一致，從而獲得不同頻率下相窗歸一化的局部放電圖譜。
10、可選地，步驟3中相位跳變是描述在相位變化過(guò)程中，局部放電信號(hào)發(fā)生跳變的特征量，其表達(dá)式為：
11、（6）；
12、其中是相位跳變后的相角，是相位跳變前的相角；
13、相位集中度則是描述局部放電信號(hào)相位分布集中度的特征量，其表達(dá)式為：
14、（7）；
15、其中 c為相位集中度； n為樣本數(shù)量； p( φi)為每個(gè)相位角的概率密度；
16、由于高頻變化幅度大且變化速度快，采用相位跳變和相位集中度等老化特征量用于反映相窗歸一化的局放圖譜的變化。
17、可選地，步驟4包括，首先對(duì)從相窗歸一化的局放圖譜中提取出來(lái)的特征量與頻率的關(guān)系進(jìn)行關(guān)聯(lián)度分析，根據(jù)式(3)計(jì)算每個(gè)特征量與頻率的相關(guān)系數(shù)；
18、（8）；
19、其中： ρ為分辨系數(shù)， x0(k)為特征量對(duì)應(yīng)數(shù)組， xi(k)為頻率對(duì)應(yīng)數(shù)組。根據(jù)式(4)計(jì)算關(guān)聯(lián)度：
20、（9）；
21、得到每個(gè)老化特征量與頻率的灰色關(guān)聯(lián)度，構(gòu)造關(guān)聯(lián)度矩陣；基于構(gòu)造的關(guān)聯(lián)度矩陣，得到與頻率呈弱相關(guān)性的主成分，完成對(duì)通頻老化特征量的降維處理。
22、可選地，步驟5中采用粒子群算法對(duì)支持向量機(jī)分類算法進(jìn)行優(yōu)化，根據(jù)式(5)對(duì)所有樣本粒子進(jìn)行適應(yīng)度評(píng)估：
23、（10）；
24、其中： ei為第 i次交叉驗(yàn)證錯(cuò)誤分類率； he為正確分類樣本數(shù)； hw為錯(cuò)誤分類樣本數(shù)； faccuracy值由綜合均值分類誤差率決定；計(jì)算所有粒子群的適應(yīng)度，若沒(méi)有滿足條件，可以依據(jù)式(5)進(jìn)行更新，更新粒子群，重復(fù)步驟，滿足設(shè)定的迭代次數(shù)算法結(jié)束，輸出最優(yōu)( c,? γ)組合。
25、可選地，粒子群算法通過(guò)迭代算出的最優(yōu)( c,? γ)組合從而優(yōu)化支持向量機(jī)分類器的性能。
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1.一種高頻脈沖電壓下油紙絕緣熱老化狀態(tài)診斷模式構(gòu)建方法，其特征在于，所述方法的步驟包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高頻脈沖電壓下油紙絕緣熱老化狀態(tài)診斷模式構(gòu)建方法，其特征在于：步驟1中不同頻率下相窗歸一化的局部放電圖譜可以通過(guò)建立滑動(dòng)相窗模型得到，包括：
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高頻脈沖電壓下油紙絕緣熱老化狀態(tài)診斷模式構(gòu)建方法，其特征在于：步驟2中相位跳變是描述在相位變化過(guò)程中，局部放電信號(hào)發(fā)生跳變的特征量，其表達(dá)式為：
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高頻脈沖電壓下油紙絕緣熱老化狀態(tài)診斷模式構(gòu)建方法，其特征在于：步驟3包括，首先對(duì)從相窗歸一化的局放圖譜中提取出來(lái)的特征量與頻率的關(guān)系進(jìn)行關(guān)聯(lián)度分析，根據(jù)式(3)計(jì)算每個(gè)特征量與頻率的相關(guān)系數(shù)；
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高頻脈沖電壓下油紙絕緣熱老化狀態(tài)診斷模式構(gòu)建方法，其特征在于：步驟4中采用粒子群算法對(duì)支持向量機(jī)分類算法進(jìn)行優(yōu)化，根據(jù)式(5)對(duì)所有樣本粒子進(jìn)行適應(yīng)度評(píng)估：
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高頻脈沖電壓下油紙絕緣熱老化狀態(tài)診斷模式構(gòu)建方法，其特征在于：
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種高頻脈沖電壓下油紙絕緣熱老化狀態(tài)診斷模式構(gòu)建方法，其特征在于，所述方法的步驟包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高頻脈沖電壓下油紙絕緣熱老化狀態(tài)診斷模式構(gòu)建方法，其特征在于：步驟1中不同頻率下相窗歸一化的局部放電圖譜可以通過(guò)建立滑動(dòng)相窗模型得到，包括：
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高頻脈沖電壓下油紙絕緣熱老化狀態(tài)診斷模式構(gòu)建方法，其特征在于：步驟2中相位跳變是描述在相位變化過(guò)程中，局部放電信號(hào)發(fā)生跳變的特征量，其表達(dá)式為：
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高頻脈沖電壓下油紙絕緣熱老化狀態(tài)診斷...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：嚴(yán)家明，丁天翔，曹天宇，李旭，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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