一种复小波变换局放定位试验方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电力高电压与绝缘技术领域，具体是一种复小波变换局放定位试验方 法及装置。
【背景技术】
[0002] 电力设备发生局部放电是导致设备老化、劣化甚至损坏的原因之一，严重情况下 会引发变电站和电力系统事故。因此，正确评估电力设备的绝缘状态异常重要，而局部放电 检测是评估电力设备绝缘状态的重要手段之一。变电站内以往的局部放电监测方法是对单 台设备的局部放电信号进行检测，若要实现站内所有的电力设备局部放电的检测则需要大 量的传感器，这样会大量的增加投资成本。
[0003] 电力设备局部放电信号检测方法主要是采用脉冲电流法、超声检测法、超高频检 测法。脉冲电流法灵敏度高且传感器容易安装，但抗干扰能力差。变电站内电力设备产生局 部放电现象的同时会伴随则各种干扰，外加的干扰信号会对检测产生影响。电力设备产生 局部放电时会产生超声波，超声检测法的原理是在电力设备上安装声发射传感器来识别、 定位局部放电缺陷。超声信号衰减较严重，这种检测方法在传感器接近局部放电点的情况 下精度大，而在远离故障缺陷的情况下，该方法的灵敏度大大降低。局部放电超高频检测法 则主要是通过检测电力设备局部放电情况下所激发的超高频电磁波来实现局部放电信号 的检测、识别和定位，该方法具有抗干扰能力强、灵敏度高和传播速度稳定的优点，适合于 整个变电站内的局部放电信号检测和定位。基于超高频法的局部放电信号定位方法的原理 是对多个检测传感器接收到的信号进行时延估计，求得不同传感器接收信号的时间差来确 定局部放电信号位置，其中信号的时延估计是该定位方法的前提和核心。文献《时延及相关 参数估计技术研究》在分析目前常用时延估计方法的基础上，提出了 一种基于高阶统计量 的时延估计方法。该时延估计方法思路清晰，有较强的理论依据，但该方法对信号的要求较 高，需要噪声信号与局部放电信号互不相关。实际情况下变电站内的噪声信号非常复杂，有 高斯噪声，通信窄带噪声等，因此如何降低或消除这些噪声的影响是时延估计方法的关键， 目前，国内外暂未见相关方法的报道和文献。
【发明内容】
[0004] 本发明提出一种复小波变换局放定位试验方法及装置，复小波变换能够保留信号 的幅值和相位特征且去除数据的噪声干扰。
[0005] 本发明的技术方案是这样实现的：
[0006] -种复小波变换局放定位试验方法，采用4个信号检测传感器来定位局放位置， 包括以下步骤：
[0007] 步骤1 :采用指数衰减振荡脉冲模拟信号检测传感器检测到的局部放电原始信号 C ? 〇or;
[0008] 步骤2:在局部放电原始信号SOT中加入噪声信号Sn，获得局部放电加噪信号Sa，Sa =Sor+Sn；
[0009] 步骤3 :对局部放电加噪信号53进行复小波变换去噪；
[0010] 步骤4 :时延估计：通过高阶累积量检测法求出局放信号到达两信号检测传感器 之间的到达时延；
[0011] 步骤5:局放定位：
[0012] 设局部放电现象发生的起始时间为t0,位置为（x0,y0,zO)，接收局部放电信号的 各个信号检测传感器的安装位置为（xi，yi，zi)，i= 1，2,3,4 ;各信号检测传感器检测到局 部放电信号的初始时间为tiO,i= 1，2,3,4,则
【主权项】
1. 一种复小波变换局放定位试验方法，其特征在于，采用4个信号检测传感器来定位 局放位置，包括以下步骤： 步骤1 :采用指数衰减振荡脉冲模拟信号检测传感器检测到的局部放电原始信号SOT; 步骤2 :在局部放电原始信号SOT中加入噪声信号Sn，获得局部放电加噪信号Sa，Sa =S〇r+Sn； 步骤3 :对局部放电加噪信号53进行复小波变换去噪； 步骤4 :时延估计：通过高阶累积量检测法求出局放信号到达两信号检测传感器之间 的到达时延； 步骤5 :局放定位： 设局部放电现象发生的起始时间为h，位置为（&，％，&)，接收局部放电信号的各个信 号检测传感器的安装位置为（Xi，yi，Zi)，i= 1，2,3,4 ;各信号检测传感器检测到局部放电 信号的初始时间为t,_n，i= 1，2,3,4,则
其中：c为局部放电信号传播速度，h为信号检测传感器1与信号检测传感器2之间的 局放信号到达时延，t2为信号检测传感器2与信号检测传感器3之间的局放信号到达时延， t3为信号检测传感器3与信号检测传感器4之间的局放信号到达时延。
2. 如权利要求1所述的一种复小波变换局放定位试验方法，其特征在于，所述步骤1中 的指数衰减振荡脉冲模拟方法为： 单指数衰减振荡脉冲法
或双指数衰减振荡脉冲法；
其中，h为局部放电现象发生的起始时间，A为局部放电原始信号的幅值，t为衰减系 数，f。表示局部放电脉冲的中心振荡频率。
3. 如权利要求1所述的一种复小波变换局放定位试验方法，其特征在于，所述步骤3包 括以下步骤： 3. 1、复小波的选择：选取相似度高的复小波函数作为复小波变换的基函数，相似度定 义为式（4):
\为局部放电加噪信号，w为复小波函数数据集，&和&分别为^和w的均值； 3. 2、复小波信号分解层数选取：采用
确定复小波分解的层数； 其中：13为被分析信号的长度，1w为小波函数滤波器的长度，fix为对计算后的值舍去 小数位取整，fs为被分析信号的采样频率，为局部放电加噪信号的频率范围最小值，rou 为对计算后的值四舍五入取整； 3. 3、阈值滤波：局部放电加噪信号进行复小波分解之后分解成多层细节信号和一层近 似信号，对细节信号进行阈值去噪，细节信号中小于设定阈值的信息被置零，而大于设定阈 值的信息予以保留。
4. 如权利要求3所述的一种复小波变换局放定位试验方法，其特征在于，所述步骤3. 2 中的取值300MHz。
5. 如权利要求3所述的一种复小波变换局放定位试验方法，其特征在于，所述步骤3. 3 中的阈值滤波为：
式中，为阈值滤波前的信息，为阈值滤波后的信息，Th为设定阈值。
6. 如权利要求5所述的一种复小波变换局放定位试验方法，其特征在于，所述设定阈 值Th的选取采用如下式
式中，N为分解后各层小波系数的长度，m为细节信号系数的中值。
7. -种进行权利要求1-6任意一项试验方法的装置，其特征在于，包括依次相连的天 线阵列、多路选择开关、放大滤波器和示波器，所述天线阵列包括至少4个信号检测传感 器。
【专利摘要】本发明提出一种复小波变换局放定位试验方法及装置，采用指数衰减振荡脉冲模拟变电站的局部放电信号，在局部放点信号的基础上加入噪声干扰模拟变电站内的各种噪声信号；然后利用复小波变换对加入噪声后的信号进行滤波，得到降噪的信号；随后通过高阶累积量检测法求出两信号之间的到达时延；最后通过检测传感器间信号到达的时延估算出局部放电的位置。本发明能够消除高斯噪声对原始局部放电信号的干扰；复小波变换对局放信号的去噪中具有良好的适用性，可以还原局放信号的幅值、相位等特性，为时延估计提供高品质的局放信号，能够提高基于高阶累积量时延估计的准确性。
【IPC分类】G01R31-12
【公开号】CN104614647
【申请号】CN201510035421
【发明人】沈鑫, 曹敏, 丁心志, 张林山, 闫永梅
【申请人】云南电网有限责任公司电力科学研究院
【公开日】2015年5月13日
【申请日】2015年1月23日