一種gis局部放電在線監(jiān)測模式識別方法及系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及高壓設(shè)備智能化領(lǐng)域，具體涉及一種GIS局部放電在線監(jiān)測模式識別 方法及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] GIS局部放電監(jiān)測是GIS智能化和狀態(tài)監(jiān)測的重要技術(shù)領(lǐng)域之一，能夠及時發(fā)現(xiàn) GIS設(shè)備運(yùn)行中出現(xiàn)的絕緣故障，為GIS正常運(yùn)行和狀態(tài)檢修提供數(shù)據(jù)和參考，減少事故停 電和檢修停電帶來的巨大損失。GIS局部放電信號的檢測是通過檢測伴隨放電產(chǎn)生的電、 聲、光、溫度和氣體等各種理化現(xiàn)象為依據(jù)，電檢測方法包括脈沖電流法，UHF超高頻法，放 電能量法等。UHF超高頻法由于優(yōu)越的抗干擾性成為局部放電在線監(jiān)測的首選方法。
[0003] 針對GIS局部放電信號的模式識別問題，目前主要有神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、聚類算法等方法， 名稱為《基于樸素貝葉斯分類的局部放電診斷方法》（【申請?zhí)枴?01410768520.7)提出了一 種基于樸素貝葉斯分類的局部放電診斷方法，上述方法對GIS局部放電診斷問題提出了很 好的研究思路和解決策略，取得了一定的效果。但是此類算法的實(shí)現(xiàn)都是分布式局部放電 模式識別的解決方法，即首先通過前端的局放采集單元采集UHF信號，進(jìn)行初步的濾波等 數(shù)據(jù)處理，然后通過網(wǎng)絡(luò)通信等方式把數(shù)據(jù)傳輸?shù)骄址疟O(jiān)測主機(jī)進(jìn)行處理。而GIS局部放 電在線監(jiān)測相繼進(jìn)行工程試點(diǎn)以來，此種監(jiān)測方法帶來了很大的問題：首先GIS局部放電 監(jiān)測系統(tǒng)要求分級診斷、就地預(yù)警技術(shù)，即采集處理、模式識別及對外通訊工作都需要在就 地化裝置中完成，由一臺在線監(jiān)測裝置取代原有的分布式監(jiān)測系統(tǒng)；其次，局部放電在線監(jiān) 測裝置為嵌入式的硬件架構(gòu)和實(shí)時操作系統(tǒng)的軟件平臺的結(jié)構(gòu)，其軟硬件性能與以前的局 放監(jiān)測主機(jī)有很大的差別。這為GIS局部放電的工程應(yīng)用及模式識別的準(zhǔn)確率帶來了較大 的問題。所以，目前急需對目前的GIS局部放電監(jiān)測模式識別方法進(jìn)行改進(jìn)，并尋找一種合 適的GIS局部放電監(jiān)測系統(tǒng)硬件配套設(shè)施，以提高GIS局部放電模式識別的準(zhǔn)確率和識別 效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是提供一種GIS局部放電在線監(jiān)測模式識別方法及系統(tǒng)，以解決目 前GIS局部放電在線監(jiān)測就地化診斷應(yīng)用的問題，以提高GIS局部放電模式識別的準(zhǔn)確率 和識別效率。
[0005] 本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題而提供一種GIS局部放電在線監(jiān)測模式識別方法，該 方法的步驟如下：
[0006] 1)對接收到的局部放電數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，獲得局部放電數(shù)據(jù)的幅值、放電次數(shù)和相 位；
[0007] 2)根據(jù)放電次數(shù)、幅值、相位生成PRPS三維譜圖，并在PRPS三維譜圖的基礎(chǔ)上生 成PRH)譜圖、V-Φ譜圖和η-Φ譜圖；
[0008] 3)針對PRPD譜圖、V-Φ譜圖和η-Φ譜圖，提取局部放電數(shù)據(jù)的特征量；
[0009] 4)將局部放電數(shù)據(jù)的特征量與樣本庫中的每個局部放電類型的特征量逐一進(jìn)行 person相關(guān)計算，根據(jù)person相關(guān)計算得到的相關(guān)系數(shù)的大小，識別出局部放電類型。 [0010] 所述局部放電數(shù)據(jù)的幅值、放電次數(shù)的獲取及PRPS三維譜圖生成過程為：對每 個周波的局部放電數(shù)據(jù)的幅值進(jìn)行歸一化，生成幅值的二維數(shù)組；將每個周波的局部放電 數(shù)據(jù)離散化，計算每個周波的放電次數(shù)，根據(jù)相位，把所有周波的放電次數(shù)疊加到一個周波 內(nèi)，生成放電次數(shù)的一維數(shù)組；將幅值的二維數(shù)組和放電次數(shù)的一維數(shù)組進(jìn)一步處理生成 PRPS譜圖。
[0011] 所述person相關(guān)計算公式為：
[0013] 其中，X為待識別局部放電數(shù)據(jù)對應(yīng)的特征向量，Y為樣本庫中某一放電類型的特 征向量，P ΧιΥ為相關(guān)系數(shù)，P ΧιΥ的絕對值越大，相關(guān)性越強(qiáng)。
[0014] 本發(fā)明的GIS局部放電在線監(jiān)測模式識別系統(tǒng)，包括采集單元、數(shù)據(jù)處理單元，所 述采集單元用于GIS局部放電信號的接收與預(yù)處理，數(shù)據(jù)處理單元用于完成局部放電數(shù)據(jù) 的幅值、放電次數(shù)的計算、譜圖生成、特征量提取及模式識別。
[0015] 所述采集單元包括用于對放電信號進(jìn)行包絡(luò)檢波、帶通濾波和低噪放大的高頻調(diào) 理電路、AD器件、FPGA模塊和ARM數(shù)據(jù)處理模塊。
[0016] 系統(tǒng)還包括通信單元，用傳輸數(shù)據(jù)處理單元產(chǎn)生的過程參數(shù)和文件及模式識別結(jié) 果。
[0017] 所述數(shù)據(jù)處理單元產(chǎn)生的過程參數(shù)和文件為放電相位、放電次數(shù)、放電幅值、PRPD 譜圖、PRPS譜圖及放電類型。
[0018] 本發(fā)明GIS局部放電在線監(jiān)測模式識別方法及系統(tǒng)的識別過程簡單，識別效率 高，可以方便的在嵌入式軟硬件平臺上實(shí)現(xiàn)。根據(jù)優(yōu)化局放特征量，使GIS局部放電模式 識別的準(zhǔn)確率達(dá)到96%，而person相關(guān)計算方式的應(yīng)用，極大的提高了放電類型的識別效 率，具備極大的現(xiàn)場工程應(yīng)用價值。
【附圖說明】
[0019] 圖1是GIS局部放電在線監(jiān)測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；
[0020] 圖2是局部放電三維譜圖；
[0021] 圖3是GIS局部放電在線監(jiān)測模式識別方法軟件流程圖；
[0022] 圖4是PRH)譜圖示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023] 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步的說明。
[0024] GIS局部放電在線監(jiān)測模式識別方法實(shí)施例
[0025] 如圖3所示，該方法的實(shí)現(xiàn)步驟包括：
[0026] 1)對接收到的局部放電數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，獲得局部放電數(shù)據(jù)的幅值、放電次數(shù)和相 位；
[0027] 2)根據(jù)放電次數(shù)、幅值、相位生成PRPS三維譜圖，并在PRPS三維譜圖的基礎(chǔ)上生 成PRH)譜圖、V-Φ譜圖和η-Φ譜圖；
[0028] 3)針對PRH)譜圖、V-Φ譜圖和η-Φ譜圖，提取局部放電數(shù)據(jù)的特征量；
[0029] 4)將局部放電數(shù)據(jù)的特征量與樣本庫中的每個局部放電類型的特征量逐一進(jìn)行 person相關(guān)計算，根據(jù)person相關(guān)計算得到的相關(guān)系數(shù)的大小，識別出局部放電類型。
[0030] 下面對上述每個步驟的實(shí)現(xiàn)過程進(jìn)一步詳細(xì)闡述。
[0031] 步驟1)中統(tǒng)計每個周波的放電數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)處理單元對統(tǒng)計50個周波的檢波處理 后的數(shù)據(jù)進(jìn)行幅值歸一化，每個周波為640個數(shù)據(jù)，最終生成一個50*640的二維數(shù)組；
[0032] 統(tǒng)計50個周波的數(shù)據(jù)，把幅值分為64份，且每個周波分為100個相窗，計算每個 周波的放電次數(shù)，根據(jù)相位，將50個周波的放電次數(shù)疊加到一個周波內(nèi)，生成一個有6400 個數(shù)據(jù)的一維數(shù)組。
[0033] 步驟2)中根據(jù)幅值的二維數(shù)組和放電次數(shù)的一維數(shù)組，得到相位區(qū)間、幅值區(qū) 間、放電次數(shù)，并使相位區(qū)間、幅值區(qū)間、放電次數(shù)分別