一种gis局部放电在线监测模式识别方法及系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及高压设备智能化领域，具体涉及一种GIS局部放电在线监测模式识别 方法及系统。
【背景技术】
[0002] GIS局部放电监测是GIS智能化和状态监测的重要技术领域之一，能够及时发现 GIS设备运行中出现的绝缘故障，为GIS正常运行和状态检修提供数据和参考，减少事故停 电和检修停电带来的巨大损失。GIS局部放电信号的检测是通过检测伴随放电产生的电、 声、光、温度和气体等各种理化现象为依据，电检测方法包括脉冲电流法，UHF超高频法，放 电能量法等。UHF超高频法由于优越的抗干扰性成为局部放电在线监测的首选方法。
[0003] 针对GIS局部放电信号的模式识别问题，目前主要有神经网络、聚类算法等方法， 名称为《基于朴素贝叶斯分类的局部放电诊断方法》（【申请号】201410768520.7)提出了一 种基于朴素贝叶斯分类的局部放电诊断方法，上述方法对GIS局部放电诊断问题提出了很 好的研究思路和解决策略，取得了一定的效果。但是此类算法的实现都是分布式局部放电 模式识别的解决方法，即首先通过前端的局放采集单元采集UHF信号，进行初步的滤波等 数据处理，然后通过网络通信等方式把数据传输到局放监测主机进行处理。而GIS局部放 电在线监测相继进行工程试点以来，此种监测方法带来了很大的问题：首先GIS局部放电 监测系统要求分级诊断、就地预警技术，即采集处理、模式识别及对外通讯工作都需要在就 地化装置中完成，由一台在线监测装置取代原有的分布式监测系统；其次，局部放电在线监 测装置为嵌入式的硬件架构和实时操作系统的软件平台的结构，其软硬件性能与以前的局 放监测主机有很大的差别。这为GIS局部放电的工程应用及模式识别的准确率带来了较大 的问题。所以，目前急需对目前的GIS局部放电监测模式识别方法进行改进，并寻找一种合 适的GIS局部放电监测系统硬件配套设施，以提高GIS局部放电模式识别的准确率和识别 效率。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是提供一种GIS局部放电在线监测模式识别方法及系统，以解决目 前GIS局部放电在线监测就地化诊断应用的问题，以提高GIS局部放电模式识别的准确率 和识别效率。
[0005] 本发明为解决上述技术问题而提供一种GIS局部放电在线监测模式识别方法，该 方法的步骤如下：
[0006] 1)对接收到的局部放电数据进行处理，获得局部放电数据的幅值、放电次数和相 位；
[0007] 2)根据放电次数、幅值、相位生成PRPS三维谱图，并在PRPS三维谱图的基础上生 成PRH)谱图、V-Φ谱图和η-Φ谱图；
[0008] 3)针对PRPD谱图、V-Φ谱图和η-Φ谱图，提取局部放电数据的特征量；
[0009] 4)将局部放电数据的特征量与样本库中的每个局部放电类型的特征量逐一进行 person相关计算，根据person相关计算得到的相关系数的大小，识别出局部放电类型。 [0010] 所述局部放电数据的幅值、放电次数的获取及PRPS三维谱图生成过程为：对每 个周波的局部放电数据的幅值进行归一化，生成幅值的二维数组；将每个周波的局部放电 数据离散化，计算每个周波的放电次数，根据相位，把所有周波的放电次数叠加到一个周波 内，生成放电次数的一维数组；将幅值的二维数组和放电次数的一维数组进一步处理生成 PRPS谱图。
[0011] 所述person相关计算公式为：
[0013] 其中，X为待识别局部放电数据对应的特征向量，Y为样本库中某一放电类型的特 征向量，P ΧιΥ为相关系数，P ΧιΥ的绝对值越大，相关性越强。
[0014] 本发明的GIS局部放电在线监测模式识别系统，包括采集单元、数据处理单元，所 述采集单元用于GIS局部放电信号的接收与预处理，数据处理单元用于完成局部放电数据 的幅值、放电次数的计算、谱图生成、特征量提取及模式识别。
[0015] 所述采集单元包括用于对放电信号进行包络检波、带通滤波和低噪放大的高频调 理电路、AD器件、FPGA模块和ARM数据处理模块。
[0016] 系统还包括通信单元，用传输数据处理单元产生的过程参数和文件及模式识别结 果。
[0017] 所述数据处理单元产生的过程参数和文件为放电相位、放电次数、放电幅值、PRPD 谱图、PRPS谱图及放电类型。
[0018] 本发明GIS局部放电在线监测模式识别方法及系统的识别过程简单，识别效率 高，可以方便的在嵌入式软硬件平台上实现。根据优化局放特征量，使GIS局部放电模式 识别的准确率达到96%，而person相关计算方式的应用，极大的提高了放电类型的识别效 率，具备极大的现场工程应用价值。
【附图说明】
[0019] 图1是GIS局部放电在线监测系统结构图；
[0020] 图2是局部放电三维谱图；
[0021] 图3是GIS局部放电在线监测模式识别方法软件流程图；
[0022] 图4是PRH)谱图示意图。
【具体实施方式】
[0023] 下面结合附图对本发明的【具体实施方式】作进一步的说明。
[0024] GIS局部放电在线监测模式识别方法实施例
[0025] 如图3所示，该方法的实现步骤包括：
[0026] 1)对接收到的局部放电数据进行处理，获得局部放电数据的幅值、放电次数和相 位；
[0027] 2)根据放电次数、幅值、相位生成PRPS三维谱图，并在PRPS三维谱图的基础上生 成PRH)谱图、V-Φ谱图和η-Φ谱图；
[0028] 3)针对PRH)谱图、V-Φ谱图和η-Φ谱图，提取局部放电数据的特征量；
[0029] 4)将局部放电数据的特征量与样本库中的每个局部放电类型的特征量逐一进行 person相关计算，根据person相关计算得到的相关系数的大小，识别出局部放电类型。
[0030] 下面对上述每个步骤的实现过程进一步详细阐述。
[0031] 步骤1)中统计每个周波的放电数据，数据处理单元对统计50个周波的检波处理 后的数据进行幅值归一化，每个周波为640个数据，最终生成一个50*640的二维数组；
[0032] 统计50个周波的数据，把幅值分为64份，且每个周波分为100个相窗，计算每个 周波的放电次数，根据相位，将50个周波的放电次数叠加到一个周波内，生成一个有6400 个数据的一维数组。
[0033] 步骤2)中根据幅值的二维数组和放电次数的一维数组，得到相位区间、幅值区 间、放电次数，并使相位区间、幅值区间、放电次数分别