[发明专利]一种电力设备局部放电信号的快速识别方法

说明书

本申请公布一种电力设备局部放电信号的快速识别方法，涉及电力设备安全领域。具体实现方案为：接收信号经ADC采样后，将所得的ADC采样数据做傅立叶变换，提取频谱中工频分量和2倍工频分量，作为局部放电信号的特征量；通过比较两个所述局部放电信号特征量与环境噪声的功率或幅度关系，判别是否发生局部放电以及局部放电的类型。该方法可用于超高频式、地电流式和超声波式局放检测设备中，作为内部的软件快速识别方法，具有识别速度快、对硬件要求低、功耗小、适合在线检测的优点。

技术领域

本发明涉及电力设备安全领域，尤其涉及一种局部放电信号的快速识别方法。

背景技术

高压电力设备会因为绝缘缺陷、开裂和老化等问题出现局部放电(简称局放)，加速电力设备的老化，进而引发电力安全事故，所以局放检测是保证电力生产安全的有效手段。局放发生的时候，会伴随着脉冲电流、紫外线、臭氧、超声波(AE)和电磁波等的发生。根据被测物理量的不同，局放检测设备分为电流(TEV)式、光电式、气体式、超声波式和超高频(UHF)式。许多专业的局放检测设备往往同时检测多个物理量，相互验证，以达到准确判断的目的。

图1是超高频式局放检测设备的硬件功能结构图。超高频信号由天线接收下来，经滤波器、放大器后形成几百兆赫兹以上超高频电信号，经检波后成为包络信号，再由模数转换器(ADC)生成数字信号进入处理器，经信号分析处理并显示出来。

图2是超声波式局放检测设备的硬件功能结构图。超声波信号由探头接收下来，经放大器后形成几十千赫兹的电信号，再由模数转换器生成数字信号，经处理器进行信号分析并显示出来。

不同的局放检测设备都是将接收信号转换成处理器可以处理的数字信号，再进行软件识别分析和显示。但由于工作环境复杂，真正的局放信号混杂在各种环境噪声和干扰中，准确判别局放及其类型非常困难，所以对于局放信号检测的研究由来已久。

目前被认为表征局放信号最全面的是三维实时PRPS(Phased Resolved PuleSequence，脉冲序列相位分辨)图谱法。这种方法是将带有相位的局部放电脉冲按照时间先后显示成三维图。三维分别是相位、幅度和时间，如图3所示。这种图谱比较完整地示出了局放信号的特征，有利于详细分析和判别局放。但这种方法存在如下缺点：

1)对硬件要求高，成本高、功耗大。一般要求ADC采样率在几十M以上，需要强大的数据处理能力。

2)数据量大，对数据传输要求高。三维实时PRPS图谱本身就包含较大的数据量，要实时显示出来，对数据传输要求高。

3)需要专业人员对图谱做分析判断，费时费力。

4)只适合单相电力设备。对于高压开关柜等三相设备，由于被测区域内有ABC三个不同电力相位，相互差120度，相位容易混淆。

因为以上问题，三维实时PRPS图谱法主要用于气体绝缘组合电器(GIS)的专用局放检测仪。这种设备的ABC三相间隔远，每一相都在独立的封闭空间内运行，所以可以方便得取得被测相的相位。但在大部分场合下，电力设备都是三相的。有的局放的监测并不需要明确知道局放的类型，只要做到识别和告警就可以。另外，随着电力监测对智能化、实时在线要求的提高，要求局放设备成本低、规模化部署。在这些场合下，三维实时PRPS图谱法就不太适合，需要考虑更简便、高效的方法。

发明内容

本发明是一种电力设备局部放电信号的快速识别方法，可用于超高频式、地电流式和超声波式局放检测设备中，作为内部的软件快速识别方法。

本发明的快速识别方法是：接收信号经ADC采样后，将所得的ADC采样数据做傅立叶变换，提取频谱中工频分量和2倍工频分量，作为局部放电信号的特征量；通过比较两个所述局部放电信号特征量与环境噪声的功率或幅度关系，判别是否发生局部放电以及局部放电的类型。