适应于电力行业的特高频局部放电图谱处理系统及方法_2

文档序号:9431045阅读:来源:国知局
(4)中,将口按0~360 °平均分为个%区间,放电量按阳mi。,QmJ平均 分为riq个区间,0-g平面被划分为取,和n。可根据实际情况规定,根据恢复的4,q 值统计每个区间内的放电次数记为萬J= 1,2,:??'餐J= 1,,
[0062] 最终规范化的特征值按W下格式排列输出:
[0063]
柳64] %,nq,Qmin,Qmax各占用8bit表示,放电次数Ni,决有个,每个占用16bit表 /J、- 〇 阳0化]本发明的有益效果为:
[0066] 1、通过采用RFID被动式标签,保证了设备信息的自动识别,规范了试验数据与设 备对应工作;
[0067] 2、对试验测量文件进行自动解析和图谱处理,保证了试验特征值的统一性和结 构;
[0068] 3、将图谱图像信息转化为可量化的结构化数值信息,有利于后续对试验结果的分 析和统计。
【附图说明】
[0069] 图1是本发明的整体系统结构框图;
[0070] 图2是本发明的脉冲序列相位分布图谱示例图;
[0071] 图3是本发明双边梯度二值图;
[0072] 图4是本发明的网格线去除信号图;
[0073] 图5是本发明的放电信号检测结果图;
[0074] 图6是本发明的放电信号坐标恢复过程图。
【具体实施方式】:
[00巧]下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
[0076] 如图1所示,特高频局部放电图谱处理系统,包括数据采集模块、智能终端处理模 块和数据传输模块。 阳077] 数据采集模块,将特高频局部放电测量仪通过RS-232、USB等接口与移动智能终 端连接,实现特高频局部放电测量仪测量文件的传输物理通道。
[0078] 智能终端处理模块,智能终端采用现有的移动智能终端,该终端搭载Amlroid系 统的移动装置,智能移动终端本体为工业级Amlroid平板电脑,包括8核处理器,主频为 1. 8GHz;4G孤R3内存;64GB存储空间,7寸高清IPS液晶屏,支持多点触摸;支持MicroSD、 SIM卡、USB接口、串口及自定义扩展口。移动智能终端与特高频局部放电测量仪相连,通过 对应的处理模块,得到图谱处理结果特征值。
[0079] 移动智能终端中用于图谱处理的模块主要由四部分组成:文件接收模块,文件解 析模块,图谱展示模块,图谱分析模块。辅助功能模块包括RFID识别模块,湿度采集模块, 溫度采集模块。
[0080] 其中文件接收模块,通过RS-232、USB等接口与特高频局部放电测量仪连接,接收 测量仪输出的测量文件;文件解析模块与图谱展示模块为仪器厂家提供的规范协议,用于 对测量文件进行数据解析和局部放电图谱展示;图谱分析模块针对产生的图谱进行图像处 理的相关算法操作,将图谱文件转换为描述图谱性质的多个特征值。用于描述图谱性质的 特征值数目固定,每个特征值计量单位固定。
[0081] 数据传输模块:将图谱处理结果特征值W无线vpn加密网络的形式进行加密传 输,上传至站内数据管理库。多个子站的数据通过内部专用网络,最终上传至总站数据库进 行存储。
[0082] 特高频局部放电图谱处理系统整个处理过程步骤如下:
[0083] 步骤一:移动智能终端扫描待测设备上的RFID被动式标签,获取设备信息;
[0084] 步骤二:确定特高频局部放电测量仪型号,使用移动智能终端对应外接接口与特 高频局部放电测量仪进行物理连接;
[0085] 步骤=:现场试验人员操作特高频局部放电测量仪进行试验;
[0086] 步骤四:将试验生成测量文件传送至移动智能终端,移动智能终端通过文件接收 模块进行接收,通过文件解析模块和图谱展示模块获取测量文件解析后图谱,通过图谱分 析模块获得图谱处理特征值;具体步骤为:
[0087] 1)计算图谱双边梯度,得到梯度二值化图像:将脉冲序列相位分布图谱记为 I(X,y),如图2所示,又=(X,y)为像素坐标,将图谱中^维坐标系中的周期(3、相位.^?^ (0~ 360° )和放电量qS个方向分别定义为x-y-z轴。对I采用双边梯度来进行边缘提取:
[0088] gi^=Kx)-I(x-s) ;g"=I(x)-I(x+s); 阳089] giy=I(y)-I(厂s) ;gry=I(y)-I(y+s);
[0090]
[0091]
阳092] 此处,s为相对与像素X的距离,Lly是X方向和y方向的梯度。将梯度图像进 行二值化,得到的边缘图像如图3所示,记为Ib。
[009引。提取坐标系网格线:通过化U曲变换检测I冲的直线,保留包含像素点个数前 40条的直线。化含有像素点最多的直线为基准线,按照W下标准查找=个方向网格线: [0094]a.每个方向上的网格线应W等间距相互平行;
[00河b.立个方向的网格线个数固定,由其测量仪器确定,分别设为山,ny,rv[0096] 将每条网格线用四个参数来描述L= (Xs,Xe,a,b},Xs是其起始点,Xe为结束点,a 为线的斜率,b为截距。S个方向的网格线分别表示为:
[0100] 将检测到的网格线W其邻域颜色填充去除,得到单纯的放电信号,记为If,如图4 所示。 阳101] 3)提取放电信号:
[0102] 对L直接二值化得到B: 阳103]
[0104] 选择S个参数来描述一个放电信号的属性S= {xi,yi,yz},(XI,yi)为信号的顶点 坐标,y2为信号的底边行坐标。对B进行整图遍历,当像素点X= (X,y)满足W下条件时, 记为放电信号Si的顶点: 阳10引 B(x,y)=1,sum度(x-3:x+3,y-5:y))=1
[0106] 上式中,度(x-3:x+3,y-5:y))代表从(x-3,y-5)到(x+3,y)矩形框内的所有像素 点。其含义为在该矩形框中仅有(x,y) -点其B(x,y) = 1。 阳1〇7] 保持列坐标Xi,i不变,向下遍历行坐标,当出现B(xi,i,y) = 0时,记y2,i=厂1。
[0108] 最终检测到的顶点如图5所示,用+号标记。 阳109] 4)放电信号坐标恢复
[0110] 通过在上两部分中检测到的信号S和网格线以每个信号的用于分析的相位0、放 电量q值可化围过W下步骤获得,示意图如图6所示: 阳111]对于任一放电信号Si={xi,i,y2,i}, 阳11引a.计算L,的平均斜率窜,通过斜率是和点计算直线 阳11引 b.当y坐标为y2,i计算1z,i上对应的X坐标X2,i,由此,信号Si的上下两点坐标确 定为Pl,i= (Xi,i,yi,i),P2,i= (X2,i,y2,i);
[0114]c.计算Lx的平均斜率'\分别与Pi,i曰11化2,1计算直线得到通过Si与X轴平行的 上下两条直线lxu,l,1x1,1; 阳11引d.计算1吐1与Ly,3的交点P3,1= (X3,i,y3,i),通过P3,i,屯确定直线阳116] e.计算 和1 zr,i的交点P4,1=(X4,1,y4,i),W及Ly,郝1 zr,i的交点P5,1 = (Xg.i, Ys.i);
[0117]f.信号的相位通过下式计算得到: 阳11引
[0119] 而其幅值的计算公式为: 阳12〇] qi=distX(Qmax-QmJ+Qmin;
[0121]
阳12引此处,阳mi。,QmJ为图谱中显示的固定幅值范围。
[0123] 5)特征值规范化
[0124] 将祭按0~360°平均分为个%区间,放电量按阳min,QmJ平均分为n。个区间, F-g平面被划分为巧n。可根据实际情况规定。根据恢复的4,q值统计每个区 间内的放电次数记为= 1,2,:、'%J。1,:2?'?巧9。
[01巧]最终规范化的特征值按W下格式排列输出: 阳126]
[0127] "批n。,Qmin,
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