CN105301453A - 一种局部放电在线监测预警方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种局部放电在线监测预警方法，包括以下步骤：(1)对于当前时刻的放电强度点，统计其之前一段时间内相同相位的局部放电放电强度数据，并去除干扰信号；(2)对该时间内的局部放电强度数据进行数理统计，计算局部放电放电强度的均值和标准差σ，计算出至少一个局部放电预警的置信区间；(3)求该放电强度点的放电强度变化率；(4)将该放电强度点跟预警的置信区间进行比较，将放电强度变化率跟预警变化率阀值进行比较，判定预警状态；当放电强度在预警的置信区间以外且放电强度变化率大于预警变化率阈值时，判定预警状态为预警状态；其它状态下，判断预警状态为正常状态。对局部放电在线监测预警的准确率和可用性有较大的提高。
Description
技术领域
本发明属于高压设备智能化领域，具体涉及一种局部放电在线监测预警方法。
背景技术
电气设备在高电压、高电场的作用下，运行过程中的放电、电磁力、热应力、湿热环境、有害的活性气体、油污、粉尘等都会造成绝缘材料性能的逐步劣化，同时这种劣化是不可逆的并且不断加速。因此在局部高电场作用下的高压设备中某些绝缘薄弱环节会发生局部放电。电力传输线是电力系统中的重要部分之一，其线路绝缘状况的好坏直接影响着电力系统是否能够安全运行，一旦发生故障，有可能发生大面积停电事故，给点力系统和国民经济带来巨大损失，因此电力系统非常重视电力传输线的状态，尤其是其绝缘介质的健康状况。随着电力系统的发展和电压等级的提高，局部放电已经成为电力线路绝缘劣化的主要原因之一，因而测量电力传输线的局部放电是及时发现故障隐患、保障电力传输线可靠运行的重要方法。
局部放电监测能够及时发现变压器、高压开关、电缆等高压设备运行中出现的绝缘故障，为高压设备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，是高压设备智能化和状态监测的重要技术领域之一。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。
自高压设备实施局部放电在线监测推广以来，陆续采用朴素贝叶斯、BP神经网络、范例推理等智能算法对放电类型进行识别，取得了一定的效果。随着高压设备智能化的开展，对局部放电状态预警也提出了相应的要求，目前，高压设备的状态预警一直存在可能误报或漏报、可用性差等问题，对局部放电检测的实用性造成了较大的困扰。
发明内容
本发明的目的是提供一种局部放电在线监测预警方法，用以解决现有技术中的高压设备状态预警存在误报或漏报的问题。
为实现上述目的，本发明的方案包括：
一种局部放电在线监测预警方法，包括以下步骤：
(1)对于当前时刻的放电强度点，统计其之前一段时间内相同相位的局部放电放电强度数据，并去除干扰信号；
(2)对该时间内的局部放电强度数据进行数理统计，计算局部放电放电强度的均值X和标准差σ，进而计算出至少一个局部放电预警的置信区间；预警的置信区间为：
(3)求该放电强度点的放电强度变化率；
(4)将该放电强度点跟预警的置信区间进行比较，将放电强度变化率跟预警变化率阀值进行比较，判定预警状态；
当放电强度在预警的置信区间以外且放电强度变化率大于预警变化率阈值时，判定预警状态为预警状态；其它状态下，判断预警状态为正常状态。
所述步骤(2)中计算的局部放电预警的置信区间为2个；对应的步骤(4)中预警变化率阀值也为2个，对应的预警状态判定：
当该放电强度点的放电强度在一级预警的置信区间内时，则判定预警状态为正常状态；
当该放电强度点的放电强度大于一级预警上限且小于二级预警上限，同时变化率大于一级预警变化率阈值时，则判定预警状态为一级预警状态；
当该放电强度点的放电强度大于二级预警上限，同时变化率大于一级预警变化率阈值且变化率小于二级预警变化率阈值时，则判定预警状态为一级预警状态；
当该放电强度点的放电强度大于二级预警上限，同时变化率大于二级预警变化率阈值时，则判定预警状态为二级预警状态；
当该放电强度点的放电强度大于二级预警下限且小于一级预警下限，同时变化率大于一级预警变化率阈值时，则判定预警状态为一级预警状态；
当该放电强度点的放电强度小于二级预警下限，同时变化率大于一级预警变化率阈值且变化率小于二级预警变化率阈值时，则判定预警状态为一级预警状态；
当该放电强度点的放电强度小于二级预警下限，同时变化率大于二级预警变化率阈值时，则判定预警状态为二级预警状态。
所述步骤(1)中去除干扰信号的方式是：通过判断在某个相位处放电强度是否一直大于设定阈值来除去干扰信号；如果采用智能算法能识别出确定的放电类型，则可以认定为确切的局部放电信号。
本发明的有益效果是：在排除干扰信号，确定放电强度数据为局部放电信号的基础上，根据局部放电的相位相关性的特征，采用基于统计的数据概率分布的关系进行就地预警运算，得到预警的置信区间，通过局部放电放电强度和其趋势变化率确定预警等级。对局部放电在线监测预警的准确率和可用性有较大的提高，具备极大的现场工程应用价值。
附图说明
图1是本发明实施例的流程示意图；
图2是本发明实施例的预警区间划分图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。
如图1所示，本发明实施例的局部放电在线监测预警方法包括以下步骤：
(1)对于当前时刻的放电强度点，统计其之前一段时间内相同相位的局部放电放电强度数据，并去除干扰信号；
对于当前时刻的放电强度点，统计其之前一段时间内相同相位的局部放电放电强度数据。由于局部放电信号具有相位相关性，通过判断是否在某个相位处放电强度是否一直大于设定阈值来除去干扰信号，所述设定阈值根据实际情况设定。同时，如果采用智能算法能识别出确定的放电类型，则可以认定为确切的局部放电信号。
(2)对该段时间的放电强度数据进行数理统计，计算出一二级预警的置信区间。
计算区间内局部放电放电强度的均值X和标准差σ，并计算出一二级预警的置信区间，如下所示：
一级预警置信区间为：
二级预警置信区间为：
其中，defVarianceK1与defVarianceK2为一二级预警的常数因子，需根据实际情况进行设定。通过模拟不同放电类型、不同放电强度的局部放电信号，得出尽可能多的统计样本，置信水平设置为95％，从而计算出常数因子。
(3)求该放电强度点的放电强度变化率；
对该放电强度点进行一阶差分(求导)运算，求得放电强度的变化率。
(4)根据该放电强度点的放电强度和整体放电强度变化率，得出预警状态。
如图2所示，预警判据如下(一级预警变化率阈值和二级预警变化率阈值需根据实际情况进行设定)：
当该放电强度点的放电强度在一级预警的置信区间内时，则判定预警状态为正常状态；
当该放电强度点的放电强度大于一级预警上限且小于二级预警上限，同时变化率大于一级预警变化率阈值时，则判定预警状态为一级预警状态；
当该放电强度点的放电强度大于二级预警上限，同时变化率大于一级预警变化率阈值且变化率小于二级预警变化率阈值时，则判定预警状态为一级预警状态；
当该放电强度点的放电强度大于二级预警上限，同时变化率大于二级预警变化率阈值时，则判定预警状态为二级预警状态；
当该放电强度点的放电强度大于二级预警下限且小于一级预警下限，同时变化率大于一级预警变化率阈值时，则判定预警状态为一级预警状态；
当该放电强度点的放电强度小于二级预警下限，同时变化率大于一级预警变化率阈值且变化率小于二级预警变化率阈值时，则判定预警状态为一级预警状态；
当该放电强度点的放电强度小于二级预警下限，同时变化率大于二级预警变化率阈值时，则判定预警状态为二级预警状态。
在上述实施例中，所述局部放电放电强度的预警的置信区间为2个。作为其他实施方式，所述局部放电放电强度的预警的置信区间为1个；当放电强度在预警的置信区间以外且放电强度变化率大于预警变化率阈值时，判定预警状态为预警状态；其它状态下，判断预警状态为正常状态。
Claims (3)
1.一种局部放电在线监测预警方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)对于当前时刻的放电强度点，统计其之前一段时间内相同相位的局部放电放电强度数据，并去除干扰信号；
(2)对该时间内的局部放电强度数据进行数理统计，计算局部放电放电强度的均值和标准差σ，进而计算出至少一个局部放电预警的置信区间；预警的置信区间为：
(3)求该放电强度点的放电强度变化率；
(4)将该放电强度点跟预警的置信区间进行比较，将放电强度变化率跟预警变化率阀值进行比较，判定预警状态：
当放电强度在预警的置信区间以外且放电强度变化率大于预警变化率阈值时，判定预警状态为预警状态；其它状态下，判断预警状态为正常状态。
2.根据权利要求1所述的局部放电在线监测预警方法，其特征在于：所述步骤(2)中计算的局部放电预警的置信区间为2个；对应的步骤(4)中预警变化率阀值也为2个；对应的预警状态判定：
当该放电强度点的放电强度在一级预警的置信区间内时，则判定预警状态为正常状态；
当该放电强度点的放电强度大于一级预警上限且小于二级预警上限，同时变化率大于一级预警变化率阈值时，则判定预警状态为一级预警状态；
当该放电强度点的放电强度大于二级预警上限，同时变化率大于一级预警变化率阈值且变化率小于二级预警变化率阈值时，则判定预警状态为一级预警状态；
当该放电强度点的放电强度大于二级预警上限，同时变化率大于二级预警变化率阈值时，则判定预警状态为二级预警状态；
当该放电强度点的放电强度大于二级预警下限且小于一级预警下限，同时变化率大于一级预警变化率阈值时，则判定预警状态为一级预警状态；
当该放电强度点的放电强度小于二级预警下限，同时变化率大于一级预警变化率阈值且变化率小于二级预警变化率阈值时，则判定预警状态为一级预警状态；
当该放电强度点的放电强度小于二级预警下限，同时变化率大于二级预警变化率阈值时，则判定预警状态为二级预警状态。
3.根据权利要求1所述的局部放电在线监测预警方法，其特征在于：所述步骤(1)中去除干扰信号的方式是：通过判断在某个相位处放电强度是否一直大于设定阈值来除去干扰信号；如果采用智能算法能识别出确定的放电类型，则可以认定为确切的局部放电信号。
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