一种配电室10kV开关柜局部放电检测方法及系统与流程

本发明涉及电力系统检测，尤其涉及一种配电室10kv开关柜局部放电检测方法及系统。

背景技术：

1、目前，局部放电是配电室10kv开关柜故障的先兆信号，如果不及时发现和处理，可能导致设备绝缘击穿，影响供电质量，甚至引发火灾事故。因此，对配电室10kv开关柜局部放电进行检测可以及早发现10kv开关柜内部的故障情况，提高故障诊断的准确性和及时性，从而采取相应的检修措施，延长设备寿命，保障电力供应的安全性和可靠性。

2、然而，配电室有多面及多组10kv开关柜，且还有配电变压器、直流屏、通讯收发装置等其他设备，这些都可能发出电磁波脉冲信号，成为局部放电检测的干扰源。尽管常规的抗干扰方法有：一是主动缩窄检测频带，二是设置幅值阈值，三是过滤特定频率，但是这些抗干扰方法效果有限，易造成放电信号损失，而且无法应对外部的局部放电信号干扰，使得检测结果较差。

3、因此，亟需一种新的配电室10kv开关柜局部放电检测方法，能够解决现有局部放电信号易受干扰损失的问题，提高检测精度。

技术实现思路

1、本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种配电室10kv开关柜局部放电检测方法及系统，能够解决现有局部放电信号易受干扰损失的问题，提高检测精度。

2、为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种配电室10kv开关柜局部放电检测方法，所述方法包括以下步骤：

3、接收两个及以上特高频传感器在各自对应部署的10kv开关柜上所采集到的局部放电信号，以及接收工频信号识别器在对应部署的开关柜二次室内所采集到的工频信号；

4、基于所述工频信号，对所接收到的每一个局部放电信号均进行抗干扰处理；

5、根据抗干扰处理后的每一个局部放电信号，分别构建出对应的prpd图谱；

6、在所构建的所有prpd图谱中，选出符合预定条件的prpd图谱，并结合已训练好的局部放电类型识别模型，分别确定出形成有相应一个所选prpd图谱的10kv开关柜及其所产生的局部放电信号的类型；其中，所述局部放电信号的类型包括电晕放电、悬浮电位放电、绝缘内部放电、沿面放电及自由颗粒放电。

7、其中，所述基于所述工频信号，对所接收到的每一个局部放电信号均进行抗干扰处理是将每一个局部放电信号均设为原始信号f(t)后，执行以下步骤来实现的：

8、通过公式对所设原始信号f(t)进行去均值处理，得到f1(t)信号；其中，t表示信号的周期或所选时间段；

9、对f1(t)信号采用小波包分解法以过滤方波干扰，得到f2(t)信号；

10、通过公式将f2(t)信号与参考干扰信号p(t)进行互相关函数计算，并选取第一有效阈值以滤除所选第一有效阈值范围之内的干扰信号，得到f3(t)信号；其中，rf2p(τ)表示信号f2(t)和参考干扰信号信号p(t)的互相关函数，τ表示时间滞后，*表示卷积运算；

11、根据所述工频信号，提取信号过零点的相位信息，并根据所提取的相位信息，选取一定裕度以滤除f3(t)信号的过零点干扰，得到f4(t)信号；

12、通过公式将f4(t)信号与参考放电信号k(t)进行互相关函数计算，并选取第二有效阈值以保留所选第二有效阈值范围之内的放电信号，得到原始信号f(t)经抗干扰处理后的f(t)信号；其中，rf4p(τ)表示f4(t)信号和参考放电信号k(t)的互相关函数。

13、其中，所述参考干扰信号信号p(t)表示为实验室中模拟的常见窄带周期脉冲干扰信号；所述参考放电信号k(t)表示为实验室中模拟的五种局部放电信号，这五种局部放电信号分别是电晕放电、悬浮电位放电、绝缘内部放电、沿面放电及自由颗粒放电时对应产生的。

14、其中，所述对f1(t)信号采用小波包分解法以过滤方波干扰，得到f2(t)信号的具体步骤包括：

15、对f1(t)信号进行小波包分解，获得多个子带，并利用子带中波形形态特征，对所有子带是否包含方波干扰信号均进行检测；

16、若当前检测到某一子带满足跳变次数大于第一阈值、脉宽小于第二阈值、高频能量大于预设的能量阈值之其中一个或多个，则认定当前检测的子带存在方波干扰，并将其标记为需要滤波的子带；

17、采用直接阈值滤波，对所有标记有需要滤波的子带进行滤波处理，以消除干扰并同时保留原始信号中的有用信息；

18、将f1(t)信号中经滤波处理的子带进行小波包重构，得到滤波后的f2(t)信号。

19、其中，所述在所构建的所有prpd图谱中，选出符合预定条件的prpd图谱，并结合已训练好的局部放电类型识别模型，分别确定出形成有相应一个所选prpd图谱的10kv开关柜及其所产生的局部放电信号的类型的具体步骤包括：

20、在所构建的所有prpd图谱中，选出符合预定条件的prpd图谱；其中，所述预定条件为当前prpd图谱与其之外的所有prpd图谱进行对比时，图形形状均不一致，且幅值差均大于预定数值；

21、基于每一个所选prpd图谱，找到形成所选prpd图谱的所有特高频传感器，以确定出每一个所找到特高频传感器对应部署的10kv开关柜；

22、基于每一个所选prpd图谱的包络曲线进行特征参量提取，并将每一个所选prpd图谱所提取的特征参量均导入已训练好的局部放电类型识别模型中，得到每一个所选prpd图谱对应10kv开关柜上所产生的局部放电信号的类型为电晕放电、悬浮电位放电、绝缘内部放电、沿面放电及自由颗粒放电之中一种。

23、其中，所述特征参量包括包络曲线上的峰度、偏度以及正半轴与负半轴之间的互相关系数。

24、其中，所述局部放电类型识别模型是基于pso-svm算法模型构建出来的。

25、本发明实施例还提供了一种配电室10kv开关柜局部放电检测系统，包括：

26、信号接收单元，用于接收两个及以上特高频传感器在各自对应部署的10kv开关柜上所采集到的局部放电信号，以及接收工频信号识别器在对应部署的开关柜二次室内所采集到的工频信号；

27、信号抗干扰处理单元，用于基于所述工频信号，对所接收到的每一个局部放电信号均进行抗干扰处理；

28、信号图谱构建单元，用于根据抗干扰处理后的每一个局部放电信号，分别构建出对应的prpd图谱；

29、局部放电类型检测单元，用于在所构建的所有prpd图谱中，选出符合预定条件的prpd图谱，并结合已训练好的局部放电类型识别模型，分别确定出形成有相应一个所选prpd图谱的10kv开关柜及其所产生的局部放电信号的类型；其中，所述局部放电信号的类型包括电晕放电、悬浮电位放电、绝缘内部放电、沿面放电及自由颗粒放电。

30、其中，每一个特高频传感器均各自对应部署10kv开关柜的观察视窗处；所述工频信号识别器对应部署于开关柜二次室内220v电源点的一定距离范围内，其为无线同步装置。

31、其中，所述局部放电类型识别模型是基于pso-svm算法模型构建出来的。

32、实施本发明实施例，具有如下有益效果：

33、1、本发明基于开关柜二次室内的工频信号，通过抗干扰算法对每一个局部放电信号进行有效滤除干扰信号并保留放电信号，从而能够解决了现有局部放电信号易受干扰损失的问题，提高检测精度；

34、2、本发明通过抗干扰处理后的每一个局部放电信号构建对应的prpd图谱，并基于prpd图谱是否符合预定条件来实现有效判别局部放电信号是否源自开关柜本体；

35、3、本发明通过符合预定条件的prpd图谱导入pso-svm算法模型所构建的局部放电类型识别模型中，可以快速准确的判别产生局部放电信号的类型。