一种基于多周期数据叠加的局放监测方法及装置与流程

本申请涉及电力设备监测，尤其涉及一种基于多周期数据叠加的局放监测方法及装置。

背景技术：

1、局部放电（简称局放）是指电力设备绝缘内部或表面发生的非贯穿性放电现象，是反映电力设备绝缘劣化的重要特征信号，通过对局放信号的在线监测可及时发现设备早期绝缘缺陷，避免恶性故障发生。

2、现有局放在线监测技术中，为平衡功耗与待机时长，传感器的采集间隔周期通常较长（如5min、10min、30min、1h及以上），单个采集周期的采集窗口时长极短（一般仅为1s左右）。这种采集模式存在明显缺陷：早期局放信号具有偶发性、短时性特点，较长的采集间隔与极短的采集窗口导致大部分偶发性局放信号漏检，可见，现有局放在线监测技术存在早期偶发性局放信号漏检问题。

技术实现思路

1、本申请实施例提供一种基于多周期数据叠加的局放监测方法及装置，以解决早期偶发性局放信号漏检问题。

2、第一方面，本申请实施例提供一种基于多周期数据叠加的局放监测方法，方法包括：周期性采集电力设备的局放监测信号及运行电压信号；其中，局放监测信号的局放采样点与运行电压信号的电压采样点是基于同一预设采样率同步采集的；电力设备包括至少一个局放监测点，局放监测信号是对局放监测点进行监测得到的；对于每个局放监测点，以运行电压信号的电压过零点为基准，分别对各个采集周期对应的局放监测信号进行相位对齐；对于每个局放监测点，将相位对齐后的多个采集周期的局放监测信号进行叠加；基于叠加后的局放监测信号，构建每个局放监测点对应的局部放电相位分布图；将局部放电相位图输入至预先训练的分类识别模型，得到局放识别结果。

3、在一种可能的实现方式中，以运行电压信号的电压过零点为基准，分别对各个采集周期对应的局放监测信号进行相位对齐的步骤包括：提取各个采集周期内运行电压信号的基准电压过零点，其中，每个采集周期中，当其中一个电压采样点的电压幅值为负、其相邻的下一个电压采样点的电压幅值为正时，首个电压幅值为正的电压采样点为基准电压过零点；将各个基准电压过零点的采样序号确定为各个采集周期对应的过零点序号；基于各个采集周期对应的过零点序号，确定各个采集周期对应的局放监测信号的相位对齐点；其中，相位对齐点是局放监测信号中采样点序号与过零点序号相同的局放采样点；对于各个采集周期对应的局放监测信号，截取相位对齐点之前的局放采样点并拼接至末尾，得到各个采集周期对应的相位对齐后的局放监测信号。

4、在一种可能的实现方式中，提取各个采集周期内运行电压信号的基准电压过零点之前，还包括：对各个采集周期内运行电压信号进行滤波处理，滤波处理包括50hz陷波滤波、低通滤波中的一种或两种组合。

5、在一种可能的实现方式中，对于每个局放监测点，将相位对齐后的多个采集周期的局放监测信号进行叠加包括：对于每个局放监测点的各个采集周期对应的相位对齐后的局放监测信号，将处于同一相位区间的所有局放采样点进行幅值叠加；其中，相位区间是基于电压相位范围预先划分的；幅值叠加包括累加、取最大值叠加或取平均值叠加中的任意一种。

6、在一种可能的实现方式中，基于叠加后的局放监测信号，构建每个局放监测点对应的局部放电相位分布图，包括：对于每个局放监测点，以电压相位为横坐标，以叠加后的局放监测信号幅值为纵坐标，构建相位分辨局部放电prpd图。

7、在一种可能的实现方式中，局放识别结果包括电力设备是否存在局放及局放类型，局放类型包括颗粒放电、沿面放电、悬浮放电、电晕放电、气隙放电中的至少一种。

8、在一种可能的实现方式中，局放监测信号及运行电压信号对应于相同长度的采集周期及采集窗口；采集窗口的长度小于采集周期的长度。

9、在一种可能的实现方式中，分类识别模型的训练步骤包括：收集不同类型局部放电的prpd图谱样本，构建训练数据集；对训练数据集进行数据增强处理，数据增强处理包括旋转、缩放、加噪中的至少一种；将数据增强后的训练数据集输入卷积神经网络进行训练，得到分类识别模型。

10、在一种可能的实现方式中，局放监测信号由超声波传感器或特高频传感器采集得到，运行电压信号由电压互感器采集得到；电力设备为变压器、气体绝缘组合电器、开关柜、电缆中的至少一种。

11、第二方面，本申请实施例提供一种基于多周期数据叠加的局放监测装置，装置包括：采集模块，被配置为：周期性采集电力设备的局放监测信号及运行电压信号；其中，局放监测信号的局放采样点与运行电压信号的电压采样点是基于同一预设采样率同步采集的；电力设备包括至少一个局放监测点，局放监测信号是对局放监测点进行监测得到的；

12、相位对齐模块，被配置为：对于每个局放监测点，以运行电压信号的电压过零点为基准，分别对各个采集周期对应的局放监测信号进行相位对齐；叠加模块，被配置为：对于每个局放监测点，将相位对齐后的多个采集周期的局放监测信号进行叠加；绘图模块，被配置为：基于叠加后的局放监测信号，构建每个局放监测点对应的局部放电相位分布图；识别模块，被配置为：将局部放电相位图输入至预先训练的分类识别模型，得到局放识别结果。

13、由以上内容可知，本申请实施例提供一种基于多周期数据叠加的局放监测方法及装置。该方法包括：周期性采集电力设备的局放监测信号及运行电压信号；其中，局放监测信号的局放采样点与运行电压信号的电压采样点是基于同一预设采样率同步采集的；电力设备包括至少一个局放监测点，局放监测信号是对局放监测点进行监测得到的；对于每个局放监测点，以运行电压信号的电压过零点为基准，分别对各个采集周期对应的局放监测信号进行相位对齐；对于每个局放监测点，将相位对齐后的多个采集周期的局放监测信号进行叠加；基于叠加后的局放监测信号，构建每个局放监测点对应的局部放电相位分布图；将局部放电相位图输入至预先训练的分类识别模型，得到局放识别结果。可见，本申请实施例通过对同一监测点的多个采集周期数据的叠加，将有效信号捕捉时长从单个周期的秒级延长至多个周期累计的小时级，显著提升早期偶发性局放信号的检出率。

1.一种基于多周期数据叠加的局放监测方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的基于多周期数据叠加的局放监测方法，其特征在于，所述以所述运行电压信号的电压过零点为基准，分别对各个采集周期对应的局放监测信号进行相位对齐的步骤包括：

3.根据权利要求2所述的基于多周期数据叠加的局放监测方法，其特征在于，所述提取各个采集周期内所述运行电压信号的基准电压过零点之前，还包括：

4.根据权利要求1所述的基于多周期数据叠加的局放监测方法，其特征在于，所述对于每个所述局放监测点，将相位对齐后的多个采集周期的局放监测信号进行叠加包括：

5.根据权利要求1所述的基于多周期数据叠加的局放监测方法，其特征在于，所述基于叠加后的局放监测信号，构建每个所述局放监测点对应的局部放电相位分布图，包括：

6.根据权利要求1所述的基于多周期数据叠加的局放监测方法，其特征在于，所述局放识别结果包括电力设备是否存在局放及局放类型，所述局放类型包括颗粒放电、沿面放电、悬浮放电、电晕放电、气隙放电中的一种或多种。

7.根据权利要求1所述的基于多周期数据叠加的局放监测方法，其特征在于，所述局放监测信号及所述运行电压信号对应于相同长度的采集周期及采集窗口；所述采集窗口的长度小于所述采集周期的长度。

8.根据权利要求1所述的基于多周期数据叠加的局放监测方法，其特征在于，所述分类识别模型的训练步骤包括：

9.根据权利要求1所述的基于多周期数据叠加的局放监测方法，其特征在于，所述局放监测信号由超声波传感器或特高频传感器采集得到，所述运行电压信号由电压互感器采集得到；所述电力设备为变压器、气体绝缘组合电器、开关柜、电缆中的至少一种。

10.一种基于多周期数据叠加的局放监测装置，其特征在于，所述装置包括：