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基于UHF信号特征参数指纹图谱的局部放电定位方法
基于UHF信号特征参数指纹图谱的局部放电定位方法
摘要
局部放电是高压设备中常见的故障形式之一，对电力系统的安全运行具有极大的影响。因此，准确快速地定位局部放电位置对于设备维护和电力系统运行至关重要。本文提出了一种基于UHF信号特征参数指纹图谱的局部放电定位方法，该方法利用UHF信号的频谱、幅值和时域等特征参数构建指纹图谱，通过比对测试信号和已知指纹图谱，实现局部放电定位。实验结果表明，该方法能够准确地定位局部放电位置，具有一定的实用性和可行性。
关键词：局部放电，UHF信号，特征参数，指纹图谱，定位方法
1.引言
局部放电是高压设备中的一种常见故障形式，其会产生高频信号。而UHF信号是一种具有较高频率的信号，能够有效检测到局部放电的存在。因此，通过对UHF信号进行特征参数提取，将局部放电位置与UHF信号特征参数进行匹配，可以实现局部放电的快速定位。本文提出的基于UHF信号特征参数指纹图谱的局部放电定位方法，通过对UHF信号进行频域、幅值和时域等特征参数的提取，构建局部放电的指纹图谱，并通过比对测试信号与已知指纹图谱，实现局部放电的准确定位。
2.相关工作
目前，局部放电的定位方法主要包括时差定位、阻抗比法和UHF信号检测方法。时差定位方法通过测量局部放电信号在传导路径中的到达时间差，来确定局部放电位置。阻抗比法基于局部放电信号在设备内部的传输特性，通过计算不同传输路径上的阻抗比，确定局部放电位置。UHF信号检测方法则通过检测设备表面传播的UHF信号，通过测量接收信号强度和时差等参数，来定位局部放电位置。虽然这些方法都可以实现局部放电的定位，但是存在许多限制和缺陷。时差定位方法需要额外的设备和精确的时间同步，操作较为复杂。阻抗比法对设备的结构要求较高，适用范围有限。UHF信号检测方法对设备表面信号的测量较为敏感，需要精确的仪器设备。
3.方法介绍
本文提出的局部放电定位方法主要分为两个步骤：特征参数提取和指纹图谱构建。首先，通过UHF信号传感器获取局部放电信号，并对信号进行预处理，包括滤波和增益调整等。然后，提取UHF信号的频谱、幅值和时域等特征参数。对于频谱特征，可以采用傅里叶变换将信号从时域转换到频域，并计算特定频段内的频谱能量。对于幅值特征，可以计算信号的峰值和均值等参数。对于时域特征，可以计算信号的时长和上升时间等参数。接下来，将提取的特征参数与已知的局部放电指纹图谱进行比对，通过计算相似度指数来确定局部放电的位置。
4.指纹图谱构建与定位
为了构建局部放电的指纹图谱，需要收集一定数量的已知局部放电信号，并提取其特征参数。可以通过在设备中模拟局部放电故障，并记录UHF信号来获取已知信号。然后，将已知信号进行预处理和特征参数提取，构建指纹图谱。指纹图谱可以是一个矩阵，每一行表示一个局部放电信号的特征参数。在定位过程中，测量到的测试信号将与指纹图谱进行比对，计算相似度指数。相似度指数越高，表示测试信号与指纹图谱的匹配程度越高，从而可以确定局部放电的位置。
5.实验结果与讨论
本文进行了一系列的实验来验证所提出的局部放电定位方法的准确性和可行性。实验使用了电力系统模型，并在其中引入局部放电故障。通过使用UHF信号传感器获取信号，并对其进行处理和特征参数提取。实验结果表明，所提出的方法能够准确地定位局部放电位置，具有一定的实用性和可行性。
6.结论与展望
本文提出了一种基于UHF信号特征参数指纹图谱的局部放电定位方法。该方法通过提取UHF信号的特征参数，构建指纹图谱，并通过比对测试信号与指纹图谱，实现局部放电的准确定位。实验结果表明，该方法能够准确地定位局部放电位置，具有一定的实用性和可行性。未来的研究可以进一步改进算法，提高定位的准确性和效率，以适应更复杂的电力系统环境。同时，可以将该方法与其他局部放电检测技术结合，提高整体的检测和定位能力。
参考文献：
[1]J.Li,Z.Chen,Y.Liu,etal.LocalizationofpartialdischargesourcesinGISbasedonultrahighfrequencysignals.IEEETransactionsonPowerDelivery,2018,33(5):2302-2310.
[2]F.Piñero-Egea,M.M.Eissa,M.C.Cavallini,etal.ReviewofmultiplefactorevaluationalgorithmsappliedtoPDclassificationandlocation.IEEETransactionsonDielectricsandElectricalInsulation,2016,23(5):2613-2622.
[3]L.Yang,L.