CN114545164A - 变压器的局部放电谱图绘制方法、装置、设备、存储介质 - Google Patents

变压器的局部放电谱图绘制方法、装置、设备、存储介质 Download PDF

Info

Publication number
CN114545164A
CN114545164A CN202210153624.1A CN202210153624A CN114545164A CN 114545164 A CN114545164 A CN 114545164A CN 202210153624 A CN202210153624 A CN 202210153624A CN 114545164 A CN114545164 A CN 114545164A
Authority
CN
China
Prior art keywords
fundamental frequency
frequency component
partial discharge
signal
phase
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202210153624.1A
Other languages
English (en)
Inventor
汲胜昌
杨欣颐
贾云飞
张凡
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Xian Jiaotong University
Original Assignee
Xian Jiaotong University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Xian Jiaotong University filed Critical Xian Jiaotong University
Priority to CN202210153624.1A priority Critical patent/CN114545164A/zh
Publication of CN114545164A publication Critical patent/CN114545164A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/12—Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing
    • G01R31/1227—Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing of components, parts or materials
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Testing Relating To Insulation (AREA)

Abstract

本申请涉及一种局部放电谱图绘制方法、装置、设备、存储介质，通过获取目标变压器的振动信号和局部放电信号，对振动信号进行滤波处理，得到振动信号的基频分量，从而根据基频分量以及局部放电信号，确定局部放电信号产生时所对应的基频分量的相位，根据局部放电信号、基频分量以及相位绘制目标变压器的局部放电谱图。本方法中，以目标变压器正常运行时产生的振动信号作为基准，代替传统方法中绘制局部放电谱图中所需使用的电压信号，避免了对电压相位进行测量导致的不安全的问题，提高了信号测量过程中的安全性，且，对振动信号进行数字滤波处理，保留振动信号的基频分量，使得绘制的局部放电谱图更加精确，从而能够更好的识别变压器的故障类型。

Description

变压器的局部放电谱图绘制方法、装置、设备、存储介质
技术领域
本申请涉及电力系统技术领域，特别是涉及一种变压器的局部放电谱图绘制方法、装置、设备、存储介质。
背景技术
变压器作为变电站中最为昂贵和重要的设备，其安全稳定运行对变电站维持正常运转具有重要意义。但是，在变压器的正常运行过程中，内部绝缘长期处于高场强的作用下，变压器的绝缘薄弱处容易发生局部放电，会对变压器的绝缘材料造成不可逆的破坏。因此，需要对变压器的局部放电情况进行检测，以及时有效地发现内部可能存在的故障或隐患，避免事故发生。
目前，常用脉冲电流法、特高频法和超声法等局部放电测量方法获取局部放电信号，同时测量变压器的电压相位，根据局部放电信号和电压相位绘制放电谱图，根据放电谱图识别变压器的放电故障。但是，现有的方法在测量电压相位时，存在一定安全隐患问题。
发明内容
基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够提高变压器的信号采集安全性的变压器的局部放电谱图绘制方法、装置、设备、存储介质。
第一方面，本申请提供了一种变压器的局部放电谱图绘制方法，所述方法包括：
获取目标变压器的振动信号和局部放电信号；所述局部放电信号包括脉冲电流信号、脉冲电磁波信号以及超声信号中的至少一个；
对所述振动信号进行滤波处理，得到所述振动信号的基频分量；
根据所述基频分量以及所述局部放电信号，确定所述局部放电信号产生时所对应的基频分量的相位；
根据所述局部放电信号、所述基频分量以及所述相位绘制所述目标变压器的局部放电谱图。
在其中一个实施例中，所述基频分量为周期性的基频分量，所述根据所述基频分量以及所述局部放电信号，确定所述局部放电信号产生时所对应的基频分量的相位，包括：
根据所述基频分量以及所述局部放电信号，确定同一周期的基频分量的起始时间点与峰值时间点之间的时间差，其中，所述峰值时间点为所述同一周期的基频分量所对应的局部放电信号的峰值的时间点；
根据所述时间差和所述基频分量的周期，确定所述局部放电信号产生时所对应的同一周期的基频分量的相位。
在其中一个实施例中，所述根据所述时间差和所述基频分量的周期，确定所述同一周期的基频分量所对应的局部放电信号的相位，包括：
确定所述同一周期的基频分量对应的时间差与所述同一周期的基频分量对应的周期的比值；
根据所述比值确定所述局部放电信号产生时所对应的同一周期的基频分量的相位。
在其中一个实施例中，所述根据所述比值确定所述局部放电信号产生时所对应的同一周期的基频分量的相位，包括：
若所述同一周期的基频分量为奇数周期类型的基频分量，则将所述比值与周角的乘积结果作为所述局部放电信号产生时所对应的奇数周期类型的基频分量的相位。
在其中一个实施例中，所述根据所述比值确定所述局部放电信号产生时所对应的同一周期的基频分量的相位，包括：
若所述同一周期的基频分量为偶数周期类型的基频分量，则将所述比值与周角的乘积结果与所述周角之和作为所述局部放电信号产生时所对应的偶数周期类型的基频分量的相位。
在其中一个实施例中，所述方法还包括：
对所述振动信号进行频谱分析，得到分析结果；
根据所述分析结果，识别所述目标变压器的机械故障的故障类型。
第二方面，本申请还提供了一种变压器的局部放电谱图绘制装置，所述装置包括：
获取模块，用于获取目标变压器的振动信号和局部放电信号；所述局部放电信号包括脉冲电流信号、脉冲电磁波信号以及超声信号中的至少一个；
处理模块，用于对所述振动信号进行滤波处理，得到所述振动信号的基频分量；
确定模块，用于根据所述基频分量以及所述局部放电信号，确定所述局部放电信号产生时所对应的基频分量的相位；
绘制模块，用于根据所述局部放电信号、所述基频分量以及所述相位绘制所述目标变压器的局部放电谱图。
第三方面，本申请还提供了一种计算机设备，所述计算机设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述任一方法的步骤。
第四方面，本申请还提供了一种计算机可读存储介质。所述计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述任一方法的步骤。
第五方面，本申请还提供了一种计算机程序产品，所述计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述任一方法的步骤。
上述变压器的局部放电谱图绘制方法、装置、设备、存储介质，通过获取目标变压器的振动信号和局部放电信号，进一步对振动信号进行滤波处理，得到振动信号的基频分量，从而根据基频分量以及局部放电信号，确定局部放电信号产生时所对应的基频分量的相位，根据局部放电信号、基频分量以及相位绘制目标变压器的局部放电谱图。本申请方法中，以目标变压器正常运行时产生的振动信号作为基准，代替传统方法中绘制局部放电谱图中所需使用的电压信号，并基于局部放电信号产生时刻对应的基频分量的相位、局部放电信号以及基频分量绘制局部放电谱图，避免了传统方法中需要对变压器的电压相位进行测量导致的不安全的问题，提高了信号测量过程中的安全性，而且，对振动信号进行数字滤波处理，保留振动信号的基频分量，使得绘制的局部放电谱图更加精确，从而能够基于绘制的局部放电谱图更好的识别变压器的故障类型。
附图说明
图1为一个实施例中变压器的局部放电谱图绘制方法的应用环境图；
图2为一个实施例中变压器的局部放电谱图绘制方法的流程示意图；
图3为一个实施例中局部放电谱图；
图4为另一个实施例中局部放电谱图；
图5为另一个实施例中局部放电谱图；
图6为另一个实施例中局部放电谱图；
图7为一个实施例中确定基频分量的相位的流程示意图；
图8为另一个实施例中确定基频分量的相位的流程示意图；
图9为一个实施例中确定基频分量的相位的示意图；
图10为一个实施例中识别目标变压器机械故障的流程示意图；
图11为一个实施例中识别变压器故障类型的示意图；
图12为一个实施例中变压器的局部放电谱图绘制装置的结构框图；
图13为一个实施例中计算机设备的内部结构图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
本申请实施例提供的变压器的局部放电谱图绘制方法，可以应用于如图1 所示的应用环境中。该应用环境包括目标变压器1、传感器2和计算机设备3，可以分别采用不同的传感器采集目标变压器1的振动信号和局部放电信号，也可以采用宽频振动信号传感器，一个传感器即可同时采集目标变压器1的振动信号和超声信号，计算机设备3获取来自传感器2采集的目标变压器1的的振动信号和局部放电信号，对振动信号进行滤波处理，得到振动信号的基频分量；根据基频分量以及局部放电信号，确定局部放电信号产生时所对应的基频分量的相位；根据局部放电信号、基频分量以及相位绘制目标变压器的局部放电谱图。
在一个实施例中，如图2所示，提供了一种变压器的局部放电谱图绘制方法，以该方法应用于图1中的计算机设备为例进行说明，包括以下步骤：
S201，获取目标变压器的振动信号和局部放电信号；局部放电信号包括脉冲电流信号、脉冲电磁波信号以及超声信号中的至少一个。
其中，脉冲电流信号可以通过脉冲电流法测量，脉冲电流法通过罗氏线圈测量变压器套管末屏、外壳、铁芯及绕组等位置中由于局部放电所产生的脉冲电流信号，可以得到局部放电的视在放电量与发生的时刻；脉冲电磁波信号可以通过特高频法测量，特高频法通过特高频传感器接收变压器内部由于局部放电所产生的脉冲电磁波信号，通过对脉冲电磁波信号进行分离和处理实现局部放电的检测和定位；当局部放电发生时，放电区域周围所产生气泡的体积因受热而快速发生变化，在变压器油中形成超声信号。
在本实施例中，计算机设备可以实时获取目标变压器正常运行时的振动信号和变压器内部存在放电性故障时产生的局部放电信号，也可以周期性的获取目标变压器正常运行时的振动信号和变压器内部存在放电性故障时产生的局部放电信号。
S202，对振动信号进行滤波处理，得到振动信号的基频分量。
在本实施例中，目标变压器正常运行工况下，目标变压器内部的铁芯和绕阻在交流电压的作用下会发生振动，其振动基频是电压频率的两倍，即：工频电压作用下变压器的振动基频约为100Hz。
在本实施例中，可以采用小波分析、希尔伯特-黄变换、魏格纳威尔分布等现代方法，也可以采用傅里叶变换、相关分析等传统方法，对振动信号进行数字滤波，去除振动信号中的高频分量，仅保留100Hz左右的基频振动信号，得到频率为正弦电压频率两倍的正弦振动基频波形，即振动信号的基频分量。
S203，根据基频分量以及局部放电信号，确定局部放电信号产生时所对应的基频分量的相位。
在本实施例中，可以将基频分量以及局部放电信号按照周期、频率、时间信息等对应关系，绘制在同一幅图中，根据绘图结果，确定局部放电信号产生时所对应的基频分量的相位；也可以根据基频分量以及局部放电信号的已知信息，利用理论公式，确定局部放电信号产生时所对应的基频分量的相位。
S204，根据局部放电信号、基频分量以及相位绘制目标变压器的局部放电谱图。
在本实施例中，可以根据基频分量、局部放电所产生局部放电信号及其对应的基频分量相位，采用绘图软件绘制目标变压器的局部放电谱图(PRPD谱图)，也可以根据基频分量、局部放电所产生局部放电信号及其对应的基频分量相位，采用编程语言绘制目标变压器的PRPD谱图。以局部放电信号为超声信号为例，绘制基于振动信号与超声信号的目标变压器的局部放电谱图，如图3 所示，进一步地，可以跟据该谱图识别目标变压器内部的局部放电类型，如：尖端放电、悬浮电位放电、沿面放电等。
进一步地，针对一台存在尖端放电缺陷的变压器，测量其油箱表面的振动信号与超声信号，通过对超声信号与振动信号进行分析处理，绘制基于基频振动信号的PRPD谱图，结果如图4所示。可以看出放电集中于基频分量的下降沿附近，整体谱图不连续，且呈“双三角形”，具有较为明显的不对称性。比较两簇信号可知，在基频分量的奇(偶)数周期里，局部放电的强度较大但产生频率相对较低，在基频分量的偶(奇)数周期里，局部放电的强度低但产生频率相对较高，因此，当PRPD谱图满足以上特性时可知变压器内部的故障类型为尖端放电故障。
同样的，针对一台存在悬浮电位放电缺陷的变压器，测量油箱表面的振动信号与超声信号，通过对超声信号与振动信号进行分析处理，绘制基于基频振动信号的PRPD谱图，结果如图5所示。由图5可知，局部放电的放电强度很小，放电分散性大，在基频分量的两个周期里，局部放电信号产生频率区别不大，放电集中在基频分量的下降沿附近，整体PRPD谱图不连续，谱图形状呈”四边形”状，且较为对称。因此，当PRPD谱图满足以上特性时可知变压器内部的故障类型为悬浮点位放电故障。
同样的，针对一台存在沿面放电缺陷的变压器，测量油箱表面的振动信号与超声信号，通过对超声信号与振动信号进行分析处理，绘制基于基频振动信号的PRPD谱图，结果如图6所示。由图6可知，放电集中在基频分量的下降沿附近，整体PRPD谱图不连续，且局部放电谱图呈“双塔形”。局部放电的放电强度在基频分量的两个周期里都很大，两簇信号的最大值基本相同，两个三角形较为相似，有较强的对称性。因此，当PRPD谱图满足以上特性时可知变压器内部的故障类型为沿面放电故障。
因此，比较变压器在尖端放电、悬浮电位放电、沿面放电故障下的PRPD 谱图特征，可得出以下结论：
当变压器内部存在局部放电故障时，放电发生的时刻与振动相位有关， PRPD谱图的形状不连续，放电集中在基频振动信号波形的下降沿。
若局部放电的整体放电强度较小，且在基频分量的两个周期内PRPD谱图形状区别不大，近似为两个四边形，可推断此时变压器内部故障为悬浮电位放电故障。
若局部放电的放电强度较大，进一步地，需跟据PRPD谱图形状区分尖端放电故障与沿面放电故障。若PRPD谱图所构成的三角形两条边斜率相对平缓，三角形呈等边三角形状并趋近于直角三角形，且在基频分量的两个周期内PRPD 谱图的极性效应较为明显，可推断此时变压器内部的故障类型为尖端放电故障；若PRPD谱图所构成的三角形两条边的斜率相对较陡，两三角形呈角度较小的锐角三角形状，且在基频分量的两个周期内，PRPD谱图形状区别不大、极性效应不明显，可推断此时变压器内部的故障类型为沿面放电。
上述变压器的局部放电谱图绘制方法中，通过获取目标变压器的振动信号和局部放电信号，进一步对振动信号进行滤波处理，得到振动信号的基频分量，从而根据基频分量以及局部放电信号，确定局部放电信号产生时所对应的基频分量的相位，根据局部放电信号、基频分量以及相位绘制目标变压器的局部放电谱图。本申请方法中，以目标变压器正常运行时产生的振动信号作为基准，代替传统方法中绘制局部放电谱图中所需使用的电压信号，并基于局部放电信号产生时刻对应的基频分量的相位、局部放电信号以及基频分量绘制局部放电谱图，避免了传统方法中需要对变压器的电压相位进行测量导致的不安全的问题，提高了信号测量过程中的安全性，而且，对振动信号进行数字滤波处理，保留振动信号的基频分量，使得绘制的局部放电谱图更加精确，从而能够基于绘制的局部放电谱图更好的识别变压器的故障类型。
在一个实施例中，基频分量为周期性的基频分量，如图7所示，根据基频分量以及局部放电信号，确定局部放电信号产生时所对应的基频分量的相位，包括：
S301，根据基频分量以及局部放电信号，确定同一周期的基频分量的起始时间点与峰值时间点之间的时间差，其中，峰值时间点为同一周期的基频分量所对应的局部放电信号的峰值的时间点。
其中，基频分量的起始时间点可以为基频分量的峰值所对应的时间点，也可以为基频分量的零点所对应的时间点。以过零点所对应的时间点作为基频分量的起始时间点或以峰值点所对应的时间点作为基频分量的起始时间点，两种方法最终得到的局部放电谱图是一样的，只是结果平移了90度。
在本实施例中，基频分量为周期性的基频分量，且，局部放电信号的幅值可定性反映出目标变压器内部局部放电的强弱，因此，根据基频分量以及局部放电信号，确定同一周期的基频分量的起始时间点与峰值时间点之间的时间差。假设第一个周期的基频分量的起始时间点为t01，峰值时间点为t11，第二个周期的基频分量的起始时间点为t02，峰值时间点为t12，第三个周期的基频分量的起始时间点为t03，峰值时间点为t13，......，依次类推，则第一个周期的基频分量的起始时间点与峰值时间点之间的时间差为t11-t01，记为t1，第二个周期的基频分量的起始时间点与峰值时间点之间的时间差为t12-t02，记为t2。
S302，根据时间差和基频分量的周期，确定局部放电信号产生时所对应的同一周期的基频分量的相位。
在本实施例中，可以根据时间差与基频分量的周期的商值，将商值与周角的乘积结果，作为局部放电信号产生时所对应的同一周期的基频分量的相位；也可以获取时间差与基频分量的周期的差值，将差值与周角的乘积结果减去预设的角度，作为局部放电信号产生时所对应的同一周期的基频分量的相位。
本实施例中，根据基频分量以及局部放电信号，确定同一周期的基频分量的起始时间点与峰值时间点之间的时间差，根据时间差和基频分量的周期，确定同一周期的基频分量所对应的局部放电信号的相位。本方法中局部放电信号的峰值表示了变压器内部局部放电最强，利用峰值时间点与起始时间点确定时间差，从而确定局部放电信号产生时所对应的同一周期的基频分量的相位，不需要计算所有的放电信号，可以简化计算流程，从而提高变压器局部放电谱图绘制的效率。
图8为另一个实施例中确定基频分量的相位的流程示意图，如图8所示，本实施例涉及的是根据时间差和基频分量的周期，确定局部放电信号产生时所对应的基频分量的相位的实现方式，在上述实施例的基础上，上述S302包括以下步骤：
S401，确定同一周期的基频分量对应的时间差与同一周期的基频分量对应的周期的比值。
在本实施例中，确定同一周期的基频分量对应的时间差与同一周期的基频分量对应的周期的比值。还是以上述步骤为例，第一个周期的基频分量的起始时间点与峰值时间点之间的时间差为t1，根据第一个周期的基频分量的起始时间点为t01，第二个周期的基频分量的起始时间点为t02，可以确定第一周期为t02-t01，记为T1，则第一周期的基频分量对应的时间差与第一周期的基频分量对应的周期的比值为t1/T1。
S402，根据比值确定局部放电信号产生时所对应的同一周期的基频分量的相位。
在本实施例中，单个基频分量的周期对应的相位角为360°即周角，可以根据比值与周角的乘积结果作为局部放电信号产生时所对应的同一周期的基频分量的相位；也可以根据比值与周角的乘积结果，加上或减去一定的角度作为局部放电信号产生时所对应的同一周期的基频分量的相位。
在本实施例中，由于变压器振动频率的基频是电压频率的两倍，因此以振动信号的两个周期为一组，前一个周期称为振动信号的奇数周期，后一个周期称为偶数周期。进一步地，根据比值确定同一周期的基频分量所对应的局部放电信号的相位包括以下两种实现方式。
第一种实现方式：若同一周期的基频分量为奇数周期类型的基频分量，则将比值与周角的乘积结果作为作为局部放电信号产生时所对应的奇数周期类型的基频分量的相位。
在本实施例中，如图9所示，在该图中，基频分量的起始时间点为基频分量的峰值所对应的时间点，第一簇超声信号的峰值产生于第一组基频振动信号的奇数周期内，该超声信号峰值大小为V1，该奇数周期的基频分量的起始时间点与峰值时间点之间的时间差为t1，此时超声信号峰值对应的相位为θ1＝(t1/T1) ×360°，同样的，第三簇超声信号的峰值产生于第二组基频振动信号的奇数周期内，该超声信号峰值大小为V3，该奇数周期的基频分量的起始时间点与峰值时间点之间的时间差为t3，此时超声信号峰值对应的相位为θ3＝(t1/T1)×360°。
第二种实现方式：若同一周期的基频分量为偶数周期类型的基频分量，则将比值与周角的乘积结果与周角之和作为局部放电信号产生时所对应的偶数周期类型的基频分量的相位。
在本实施例中，还是以上述图9为例，第二簇超声信号的峰值产生于第一组基频振动信号的偶数周期内，该超声信号峰值大小为V2，该偶数周期的基频分量的起始时间点与峰值时间点之间的时间差为t2，此时超声信号峰值对应的相位为θ2＝(t2/T2)×360°+360°。
在本申请实施例中，确定同一周期的基频分量对应的时间差与同一周期的基频分量对应的周期的比值，由于变压器振动频率的基频是电压频率的两倍，将振动信号分为两个周期，在奇数周期直接根据比值和周角的乘积确定局部放电信号产生时所对应的基频分量的相位，在偶数周期，在获取乘积结果后，再与周角作和，确定局部放电信号产生时所对应的基频分量的相位。本方法中根据变压器振动信号的基频与变压器电压频率之间的关系，将基频分量分为两个周期，从而利用基频分量的相位替代电压相位，避免了对电压相位的测量。
图10为一个实施例中识别目标变压器机械故障的流程示意图，如图10所示，包括以下步骤：
S501，对振动信号进行频谱分析，得到分析结果。
在本实施例中，可以对振动信号进行幅频分析，得到幅值与频率之间的关系，即幅频图；也可以对振动信号进行相频分析，得到相位与频率之间的关系，即相频图，或者对振动信号进行时频分析，得到时间、频率以及幅值的对应关系，即时频图。具体实现方法可以根据采集的振动信号选择合适的频谱分析方法，本申请对比并不做限制。
S502，根据分析结果，识别目标变压器的机械故障的故障类型。
其中，变压器常见的机械故障类型包括：铁芯松动、绕组松动、紧固件螺栓松动等。
在本实施例中，根据上述分析结果，可以直接根据图像区别标变压器的机械故障的故障类型；针对图像区别不明显的，也可以利用特征提取方法提取图像特征，从而根据图像特征识别目标变压器的机械故障的故障类型；或者将上述分析结果输入至预设的网络模型中，识别目标变压器的机械故障的故障类型。
在本申请实施例中，对振动信号进行频谱分析，得到分析结果，从而根据分析结果识别目标变压器的机械故障的故障类型。本方法中通过对振动信号进行频谱分析，频谱分析包括多种方法，为用户提供多种实现方式，实现对变压器机械故障的诊断，使得对变压器的机械故障识别更加准确。
在一个实施例中，如图11所示，主要介绍根据振动信号和局部放电信号识别变压器的故障类型，包括变压器的机械故障和局部放电故障。
在本实施例中，通过传感器(采集卡)采集变压器表面的振动信号和局部放电信号。一方面，直接对振动信号进行频谱分析，可实现对变压器内部机械故障类型的识别，常见的机械故障类型包括：铁芯松动、绕组松动、紧固件螺栓松动等。另一方面，先对采集的振动信号进行数字滤波，得到振动信号的基频分量，基于基频分量和局部放电信号，得到局部放电产生时所对应的基频分量的相位，根据基频分量、相位和局部放电信号绘制局部放电谱图，从而根据局部放电谱图识别变压器的局部放电故障的故障类型。常见的局部放电故障类型包括：尖端放电、悬浮电位放电、沿面放电。
在本申请实施例中，以目标变压器正常运行时产生的振动信号作为基准，代替传统方法中绘制局部放电谱图中所需使用的电压信号，并基于局部放电信号产生时刻对应的基频分量的相位、局部放电信号以及基频分量绘制局部放电谱图，避免了传统方法中需要对变压器的电压相位进行测量导致的不安全的问题，提高了信号测量过程中的安全性，而且，对振动信号进行数字滤波处理，保留振动信号的基频分量，使得绘制的局部放电谱图更加精确，从而能够基于绘制的局部放电谱图更好的识别变压器的局部放电故障类型。进一步地，本方法还采用频谱分析方法对振动信号进行分析，根据频谱分析结果识别变压器的机械故障类型，使得对变压器故障类型的识别更加全面。
应该理解的是，虽然如上的各实施例所涉及的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，如上的各实施例所涉及的流程图中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段，这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
基于同样的发明构思，本申请实施例还提供了一种用于实现上述所涉及的变压器的局部放电谱图绘制方法的变压器的局部放电谱图绘制装置。该装置所提供的解决问题的实现方案与上述方法中所记载的实现方案相似，故下面所提供的一个或多个变压器的局部放电谱图绘制装置实施例中的具体限定可以参见上文中对于变压器的局部放电谱图绘制方法的限定，在此不再赘述。
在一个实施例中，如图12所示，提供了一种变压器的局部放电谱图绘制装置，包括：获取模块11、处理模块12、确定模块13和绘制模块14，其中：
获取模块11，用于获取目标变压器的振动信号和局部放电信号；局部放电信号包括脉冲电流信号、脉冲电磁波信号以及超声信号中的至少一个；
处理模块12，用于对振动信号进行滤波处理，得到振动信号的基频分量；
确定模块13，用于根据基频分量以及局部放电信号，确定局部放电信号产生时所对应的基频分量的相位；
绘制模块14，用于根据局部放电信号、基频分量以及相位绘制目标变压器的局部放电谱图。
在一个实施例中，确定模块13，包括：
第一确定单元，用于根据基频分量以及局部放电信号，确定同一周期的基频分量的起始时间点与峰值时间点之间的时间差，其中，峰值时间点为同一周期的基频分量所对应的局部放电信号的峰值的时间点；
第二确定单元，用于根据时间差和基频分量的周期，确定局部放电信号产生时所对应的同一周期的基频分量的相位。
在一个实施例中，第二确定单元，还用于确定同一周期的基频分量对应的时间差与同一周期的基频分量对应的周期的比值；根据比值确定局部放电信号产生时所对应的同一周期的基频分量的相位。
在一个实施例中，第二确定单元，还用于在同一周期的基频分量为奇数周期类型的基频分量的情况下，则将比值与周角的乘积结果作为作为局部放电信号产生时所对应的奇数周期类型的基频分量的相位。
在一个实施例中，第二确定单元，还用于在同一周期的基频分量为偶数周期类型的基频分量的情况下，则将比值与周角的乘积结果与周角之和作为局部放电信号产生时所对应的偶数周期类型的基频分量的相位。
在一个实施例中，提供了一种变压器的局部放电谱图绘制装置，该装置还包括：
分析模块，用于对振动信号进行频谱分析，得到分析结果；
识别模块，用于根据分析结果，识别目标变压器的机械故障的故障类型。
上述变压器的局部放电谱图绘制装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
在一个实施例中，提供了一种计算机设备，该计算机设备可以是服务器，其内部结构图可以如图13所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器和网络接口。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质和内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统、计算机程序和数据库。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的数据库用于存储变压器的相关电力数据。该计算机设备的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现一种变压器的局部放电谱图绘制方法。
本领域技术人员可以理解，图13中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
在一个实施例中，提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，该处理器执行计算机程序时实现以下步骤：
获取目标变压器的振动信号和局部放电信号；局部放电信号包括脉冲电流信号、脉冲电磁波信号以及超声信号中的至少一个；
对振动信号进行滤波处理，得到振动信号的基频分量；
根据基频分量以及局部放电信号，确定局部放电信号产生时所对应的基频分量的相位；
根据局部放电信号、基频分量以及相位绘制目标变压器的局部放电谱图。
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：
根据基频分量以及局部放电信号，确定同一周期的基频分量的起始时间点与峰值时间点之间的时间差，其中，峰值时间点为同一周期的基频分量所对应的局部放电信号的峰值的时间点；
根据时间差和基频分量的周期，确定局部放电信号产生时所对应的同一周期的基频分量的相位。
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：
确定同一周期的基频分量对应的时间差与同一周期的基频分量对应的周期的比值；
根据比值确定局部放电信号产生时所对应的同一周期的基频分量的相位。
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：
若同一周期的基频分量为奇数周期类型的基频分量，则将比值与周角的乘积结果作为局部放电信号产生时所对应的奇数周期类型的基频分量的相位。
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：
若同一周期的基频分量为偶数周期类型的基频分量，则将比值与周角的乘积结果与周角之和作为局部放电信号产生时所对应的偶数周期类型的基频分量的相位。
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：
对振动信号进行频谱分析，得到分析结果；
根据分析结果，识别目标变压器的机械故障的故障类型。
在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：
获取目标变压器的振动信号和局部放电信号；局部放电信号包括脉冲电流信号、脉冲电磁波信号以及超声信号中的至少一个；
对振动信号进行滤波处理，得到振动信号的基频分量；
根据基频分量以及局部放电信号，确定局部放电信号产生时所对应的基频分量的相位；
根据局部放电信号、基频分量以及相位绘制目标变压器的局部放电谱图。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：
根据基频分量以及局部放电信号，确定同一周期的基频分量的起始时间点与峰值时间点之间的时间差，其中，峰值时间点为同一周期的基频分量所对应的局部放电信号的峰值的时间点；
根据时间差和基频分量的周期，确定局部放电信号产生时所对应的同一周期的基频分量的相位。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：
确定同一周期的基频分量对应的时间差与同一周期的基频分量对应的周期的比值；
根据比值确定局部放电信号产生时所对应的同一周期的基频分量的相位。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：
若同一周期的基频分量为奇数周期类型的基频分量，则将比值与周角的乘积结果作为局部放电信号产生时所对应的奇数周期类型的基频分量的相位。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：
若同一周期的基频分量为偶数周期类型的基频分量，则将比值与周角的乘积结果与周角之和作为局部放电信号产生时所对应的偶数周期类型的基频分量的相位。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：
对振动信号进行频谱分析，得到分析结果；
根据分析结果，识别目标变压器的机械故障的故障类型。
在一个实施例中，提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：
获取目标变压器的振动信号和局部放电信号；局部放电信号包括脉冲电流信号、脉冲电磁波信号以及超声信号中的至少一个；
对振动信号进行滤波处理，得到振动信号的基频分量；
根据基频分量以及局部放电信号，确定局部放电信号产生时所对应的基频分量的相位；
根据局部放电信号、基频分量以及相位绘制目标变压器的局部放电谱图。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：
根据基频分量以及局部放电信号，确定同一周期的基频分量的起始时间点与峰值时间点之间的时间差，其中，峰值时间点为同一周期的基频分量所对应的局部放电信号的峰值的时间点；
根据时间差和基频分量的周期，确定局部放电信号产生时所对应的同一周期的基频分量的相位。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：
确定同一周期的基频分量对应的时间差与同一周期的基频分量对应的周期的比值；
根据比值确定局部放电信号产生时所对应的同一周期的基频分量的相位。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：
若同一周期的基频分量为奇数周期类型的基频分量，则将比值与周角的乘积结果作为局部放电信号产生时所对应的奇数周期类型的基频分量的相位。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：
若同一周期的基频分量为偶数周期类型的基频分量，则将比值与周角的乘积结果与周角之和作为局部放电信号产生时所对应的偶数周期类型的基频分量的相位。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：
对振动信号进行频谱分析，得到分析结果；
根据分析结果，识别目标变压器的机械故障的故障类型。
需要说明的是，本申请所涉及的用户信息(包括但不限于用户设备信息、用户个人信息等)和数据(包括但不限于用于分析的数据、存储的数据、展示的数据等)，均为经用户授权或者经过各方充分授权的信息和数据。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和易失性存储器中的至少一种。非易失性存储器可包括只读存储器(Read-OnlyMemory，ROM)、磁带、软盘、闪存、光存储器、高密度嵌入式非易失性存储器、阻变存储器(ReRAM)、磁变存储器(Magnetoresistive Random Access Memory，MRAM)、铁电存储器(Ferroelectric Random Access Memory，FRAM)、相变存储器(Phase Change Memory，PCM)、石墨烯存储器等。易失性存储器可包括随机存取存储器 (Random Access Memory，RAM)或外部高速缓冲存储器等。作为说明而非局限，RAM可以是多种形式，比如静态随机存取存储器(Static Random Access Memory，SRAM)或动态随机存取存储器(Dynamic RandomAccess Memory， DRAM)等。本申请所提供的各实施例中所涉及的数据库可包括关系型数据库和非关系型数据库中至少一种。非关系型数据库可包括基于区块链的分布式数据库等，不限于此。本申请所提供的各实施例中所涉及的处理器可为通用处理器、中央处理器、图形处理器、数字信号处理器、可编程逻辑器、基于量子计算的数据处理逻辑器等，不限于此。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种变压器的局部放电谱图绘制方法，其特征在于，所述方法包括：
获取目标变压器的振动信号和局部放电信号；所述局部放电信号包括脉冲电流信号、脉冲电磁波信号以及超声信号中的至少一个；
对所述振动信号进行滤波处理，得到所述振动信号的基频分量；
根据所述基频分量以及所述局部放电信号，确定所述局部放电信号产生时所对应的基频分量的相位；
根据所述局部放电信号、所述基频分量以及所述相位绘制所述目标变压器的局部放电谱图。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基频分量为周期性的基频分量，所述根据所述基频分量以及所述局部放电信号，确定所述局部放电信号产生时所对应的基频分量的相位，包括：
根据所述基频分量以及所述局部放电信号，确定同一周期的基频分量的起始时间点与峰值时间点之间的时间差，其中，所述峰值时间点为所述同一周期的基频分量所对应的局部放电信号的峰值的时间点；
根据所述时间差和所述基频分量的周期，确定所述局部放电信号产生时所对应的同一周期的基频分量的相位。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述时间差和所述基频分量的周期，确定所述局部放电信号产生时所对应的同一周期的基频分量的相位，包括：
确定所述同一周期的基频分量对应的时间差与所述同一周期的基频分量对应的周期的比值；
根据所述比值确定所述局部放电信号产生时所对应的同一周期的基频分量的相位。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述比值确定所述局部放电信号产生时所对应的同一周期的基频分量的相位，包括：
若所述同一周期的基频分量为奇数周期类型的基频分量，则将所述比值与周角的乘积结果作为所述局部放电信号产生时所对应的奇数周期类型的基频分量的相位。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述比值确定所述局部放电信号产生时所对应的同一周期的基频分量的相位，包括：
若所述同一周期的基频分量为偶数周期类型的基频分量，则将所述比值与周角的乘积结果与所述周角之和作为所述局部放电信号产生时所对应的偶数周期类型的基频分量的相位。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
对所述振动信号进行频谱分析，得到分析结果；
根据所述分析结果，识别所述目标变压器的机械故障的故障类型。
7.一种变压器的局部放电谱图绘制装置，其特征在于，所述装置包括：
获取模块，用于获取目标变压器的振动信号和局部放电信号；所述局部放电信号包括脉冲电流信号、脉冲电磁波信号以及超声信号中的至少一个；
处理模块，用于对所述振动信号进行滤波处理，得到所述振动信号的基频分量；
确定模块，用于根据所述基频分量以及所述局部放电信号，确定所述局部放电信号产生时所对应的基频分量的相位；
绘制模块，用于根据所述局部放电信号、所述基频分量以及所述相位绘制所述目标变压器的局部放电谱图。
8.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至6中任一项所述的方法的步骤。
9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至6中任一项所述的方法的步骤。
10.一种计算机程序产品，包括计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至6中任一项所述的方法的步骤。
CN202210153624.1A 2022-02-18 2022-02-18 变压器的局部放电谱图绘制方法、装置、设备、存储介质 Pending CN114545164A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210153624.1A CN114545164A (zh) 2022-02-18 2022-02-18 变压器的局部放电谱图绘制方法、装置、设备、存储介质

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210153624.1A CN114545164A (zh) 2022-02-18 2022-02-18 变压器的局部放电谱图绘制方法、装置、设备、存储介质

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN114545164A true CN114545164A (zh) 2022-05-27

Family

ID=81674668

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210153624.1A Pending CN114545164A (zh) 2022-02-18 2022-02-18 变压器的局部放电谱图绘制方法、装置、设备、存储介质

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114545164A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117783794A (zh) * 2024-02-23 2024-03-29 国网山西省电力公司电力科学研究院 一种变压器内部故障放电量检测方法及设备

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117783794A (zh) * 2024-02-23 2024-03-29 国网山西省电力公司电力科学研究院 一种变压器内部故障放电量检测方法及设备
CN117783794B (zh) * 2024-02-23 2024-04-19 国网山西省电力公司电力科学研究院 一种变压器内部故障放电量检测方法及设备

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104233314B (zh) 一种埋地管道动态干扰电位测试系统
CN109270482B (zh) 电压互感器计量准确度在线评价方法及终端设备
CN108120907B (zh) 一种基于工频至低频电压下特征提取的局部放电诊断方法
JP2011033538A (ja) ガス絶縁開閉装置の部分放電診断方法および部分放電診断装置
CN105652155A (zh) 一种变电站接地网故障腐蚀监测方法及系统
CN114545164A (zh) 变压器的局部放电谱图绘制方法、装置、设备、存储介质
CN109342821B (zh) 接地阻抗测量方法、装置及接地阻抗测试仪
CN110543730B (zh) 一种变压器绕组变形故障判定方法
CN110161351B (zh) 一种振荡波下变压器绕组故障试验系统和诊断方法
JP2011253885A (ja) 変圧器の健全性診断方法、健全性診断装置及び健全性診断プログラム
CN110673000A (zh) 一种油浸式电流互感器局部放电在线监测方法及装置
CN112881835A (zh) 一种基于电气特征序列分析的电瓶车充电状态分析方法
CN111693454A (zh) 基于强极化技术的接地网整体腐蚀程度评价方法及系统
CN116307677B (zh) 发电机定子线棒绝缘的预警类型确定方法、装置及介质
CN116298509A (zh) 一种电力系统谐波谐振的在线识别方法
CN116338391A (zh) 一种绝缘子状态检测方法、装置、电子设备以及介质
Mishra et al. Diagnostics analysis of partial discharge events of the power cables at various voltage levels using ramping behavior analysis method
CN105182116B (zh) 一种基于加权梯度结构相似度的变压器绕组工作状态检测方法
Miao et al. Study on PD Pattern Recognition of Power Transformer Considering External Corona Interference Signal
CN110286287A (zh) 一种基于小波变换的变压器运行状态振声检测信号滤波方法和系统
EP3899560A1 (en) Method and system for condition monitoring electrical equipment
CN117849560B (zh) 结合末屏电压和局部放电的阀侧套管绝缘监测方法及系统
Li et al. Fault Diagnosis of Transformer Windings Based on Decision Tree and Fully Connected Neural Network. Energies 2021, 14, 1531
WO2023013236A1 (ja) 部分放電判定装置及び方法
CN215894820U (zh) 一种10kV高压电缆交流耐压及局放测试系统

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination