一種開關(guān)柜局部放電模式識別方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種能夠準(zhǔn)確識別開關(guān)柜內(nèi)局部放電模式的方法，屬開關(guān)技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 高壓開關(guān)柜是電力系統(tǒng)中的關(guān)鍵設(shè)備，在開關(guān)柜運(yùn)行過程中，其零部件會逐漸老 化，導(dǎo)致絕緣強(qiáng)度降低，進(jìn)而引起局部電場強(qiáng)度的增強(qiáng)，當(dāng)某處的電場強(qiáng)度大于其擊穿場強(qiáng) 時(shí)，就會引起局部放電。統(tǒng)計(jì)表明，因局部放電缺陷造成的開關(guān)柜事故占到了相當(dāng)大比率， 因此，對開關(guān)柜的局部放電進(jìn)行有效監(jiān)測就顯得尤為重要。
[0003] 開關(guān)柜內(nèi)的局部放電有多種類型，不同類型的局部放電所表現(xiàn)出來的特征有所不 同，對開關(guān)柜穩(wěn)定運(yùn)行的影響程度也各不相同。而對局部放電模式進(jìn)行有效識別，是準(zhǔn)確評 估開關(guān)柜局部放電的危害程度和選擇正確處理方案的前提。
[0004] 目前廣泛使用的局部放電模式識別方法是人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法，該方法反應(yīng)的是大樣 本數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)特征，但由于實(shí)際樣本數(shù)據(jù)有限，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法在應(yīng)用中存在明顯缺陷：網(wǎng)絡(luò)結(jié) 構(gòu)需要事先制定或應(yīng)用啟發(fā)算法在訓(xùn)練過程中修正，而這些啟發(fā)算法難以保證網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的 最優(yōu)化，網(wǎng)絡(luò)易陷入局部最小化而無法得到最優(yōu)解等。因此，尋找一種能夠有效識別開關(guān)柜 內(nèi)局部放電模式的方法是十分必要的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)之弊端，提供一種開關(guān)柜局部放電模式識別方 法，為準(zhǔn)確評估開關(guān)柜局部放電的危害程度和選擇正確處理方案提供可靠依據(jù)。
[0006] 本發(fā)明所述問題是以下述技術(shù)方案解決的： 一種開關(guān)柜局部放電模式識別方法，所述方法首先建立典型局部放電模型，通過加壓 試驗(yàn)獲取各模型的局部放電信號；然后根據(jù)得到的局部放電信號繪制局部放電的巾-q圖 或小-n圖，并從圖中提取各類典型局部放電的統(tǒng)計(jì)特征參數(shù)；再以各類典型局部放電的統(tǒng) 計(jì)特征參數(shù)作為初始訓(xùn)練樣本對支持向量機(jī)分類器進(jìn)行訓(xùn)練；最后用訓(xùn)練好的支持向量機(jī) 分類器對開關(guān)柜局部放電模式進(jìn)行識別。
[0007] 上述開關(guān)柜局部放電模式識別方法，所述方法包括以下步驟： a. 建立典型局部放電模型，對各典型局部放電模型進(jìn)行加壓試驗(yàn)，采集多個(gè)周期的局 部放電信號； b. 根據(jù)采集的局部放電信號中每個(gè)周期的放電次數(shù)n及每次放電的放電相角巾和視 在電荷量q，繪制局部放電的巾_q圖或巾_n圖； c. 從局部放電的巾-q圖或巾-n圖中提取各典型局部放電的統(tǒng)計(jì)特征參數(shù)，所述統(tǒng)計(jì) 特征參數(shù)包括偏斜度亀、陡峭度尾和相關(guān)系數(shù)CC，它們的定義分別為：
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種開關(guān)柜局部放電模式識別方法，其特征是，所述方法首先建立典型局部放電模 型，通過加壓試驗(yàn)獲取各模型的局部放電信號；然后根據(jù)得到的局部放電信號繪制局部放 電的4-q圖或4-n圖，并從圖中提取各類典型局部放電的統(tǒng)計(jì)特征參數(shù)；再W各類典型局 部放電的統(tǒng)計(jì)特征參數(shù)作為初始訓(xùn)練樣本對支持向量機(jī)分類器進(jìn)行訓(xùn)練；最后用訓(xùn)練好的 支持向量機(jī)分類器對開關(guān)柜局部放電模式進(jìn)行識別。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的開關(guān)柜局部放電模式識別方法，其特征是，所述方法包括W 下步驟： a. 建立典型局部放電模型，對各典型局部放電模型進(jìn)行加壓試驗(yàn)，采集多個(gè)周期的局 部放電信號； b. 根據(jù)采集的局部放電信號中每個(gè)周期的放電次數(shù)n及每次放電的放電相角4和視 在電荷量q，繪制局部放電的4-q圖或4-n圖； C.從局部放電的（l)-q圖或4-11圖中提取各典型局部放電的統(tǒng)計(jì)特征參數(shù)，所述統(tǒng)計(jì) 特征參數(shù)包括偏斜度毎、睹峭度^>和相關(guān)系數(shù)CC，它們的定義分別為；
其中，表示半周期內(nèi)相窗數(shù)，表示在第個(gè)相位窗中出現(xiàn)的概率（為第i個(gè) 相窗的放電重復(fù)率)，會為正半周第f個(gè)相位窗的平均放電量，C為負(fù)半周第i個(gè)相位窗的 平均放電量，ft為4-q圖中第i個(gè)相窗的視在放電量或4-n圖中第i個(gè)相窗的放電次數(shù)， ^為4 -q圖中q的均值或4 -n圖中n的均值，〇為（J) -q圖中q的標(biāo)準(zhǔn)差或（J) -n圖中n 的標(biāo)準(zhǔn)差； d. 采用二叉樹法設(shè)計(jì)支持向量機(jī)（SV^O分類器； e. W各類典型局部放電的統(tǒng)計(jì)特征參數(shù)作為初始訓(xùn)練樣本對支持向量機(jī)分類器進(jìn)行 訓(xùn)練，得到訓(xùn)練后的分類器模型； f. 采用訓(xùn)練后的支持向量機(jī)分類器模型對開關(guān)柜進(jìn)行監(jiān)測及局部放電模式的識別。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種開關(guān)柜局部放電模式識別方法，其特征是，所述典型 局部放電模型有四種，分別為針板放電，內(nèi)部放電，沿面放電和懸浮放電。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種開關(guān)柜局部放電模式識別方法，其特征是，提取各典型 局部放電的統(tǒng)計(jì)特征參數(shù)時(shí)，應(yīng)對特征參數(shù)進(jìn)行歸一化處理，處理式為：
式中y表示各特征參數(shù)歸一化后的數(shù)值，X表示待歸一化的數(shù)值，Xmi。表示待歸一化的 參數(shù)序列中的最小值，Xm"表示待歸一化的參數(shù)序列中的最大值。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種開關(guān)柜局部放電模式識別方法，其特征是，繪制局部放 電的4-q圖或4-n圖時(shí)，首先根據(jù)采集的局部放電信號中每個(gè)周期的放電次數(shù)n及每次 放電的放電相角4和視在電荷量q，構(gòu)建局部放電的S維PRTO圖，然后將S維PRTO圖映射 到二維面，得到4-n圖或者4-q圖。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種開關(guān)柜局部放電模式識別方法，其特征是，為了消除噪 聲干擾，應(yīng)對采集到的局部放電信號進(jìn)行濾波降噪處理。
【專利摘要】一種開關(guān)柜局部放電模式識別方法，所述方法首先建立典型局部放電模型，通過加壓試驗(yàn)獲取各模型的局部放電信號；然后根據(jù)得到的局部放電信號繪制局部放電的φ-q圖或φ-n圖，并從圖中提取各類典型局部放電的統(tǒng)計(jì)特征參數(shù)；再以各類典型局部放電的統(tǒng)計(jì)特征參數(shù)作為初始訓(xùn)練樣本對支持向量機(jī)分類器進(jìn)行訓(xùn)練；最后用訓(xùn)練好的支持向量機(jī)分類器對開關(guān)柜局部放電模式進(jìn)行識別。本發(fā)明利用支持向量機(jī)分類器識別開關(guān)柜的局部放電模式，支持向量機(jī)具有良好的泛化能力，而且對于小樣本識別有良好的識別率，能較好地解決局部極小化、過學(xué)習(xí)和欠學(xué)習(xí)等問題。與傳統(tǒng)方法相比，該方法不僅操作簡單，耗時(shí)短，準(zhǔn)確度高，而且有較好的魯棒性。
【IPC分類】G01R31-12
【公開號】CN104849633
【申請?zhí)枴緾N201510250892
【發(fā)明人】周羽, 彭紅霞, 張衛(wèi)國, 李繼攀, 盛瑞明, 劉相興, 閆冬, 趙俊杰, 律方成, 王勝輝, 詹振宇
【申請人】國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)山東省電力公司菏澤供電公司, 華北電力大學(xué)（保定）
【公開日】2015年8月19日
【申請日】2015年5月15日