本發(fā)明屬于局部放電監(jiān)測，具體地涉及一種水輪發(fā)電機超高頻局部放電監(jiān)測方法、一種水輪發(fā)電機超高頻局部放電監(jiān)測系統(tǒng)和一種計算機可讀存儲介質(zhì)。

背景技術(shù)：

1、水輪發(fā)電機局部放電測試非常重要，現(xiàn)行的工程方法主要包括：局部放電離線試驗和局部放電實時監(jiān)測。其中，停機狀態(tài)下的局部放電離線試驗更為準確，不受運行環(huán)境下的諸多干擾因素影響，國內(nèi)主流產(chǎn)品采用的是低頻局放技術(shù)，并已取得廣泛應(yīng)用。但離線試驗只能在水輪發(fā)電機停機狀態(tài)下開展，無法實時監(jiān)測水輪發(fā)電機狀態(tài)，造成定子繞組的絕緣診斷時效性較差。局部放電實時監(jiān)測能夠改善時效性問題，但是在現(xiàn)有局部放電實時監(jiān)測設(shè)備的數(shù)據(jù)處理方案和架構(gòu)下，仍舊存在監(jiān)測結(jié)果分析時間長的缺陷，為滿足局部放電海量數(shù)據(jù)的監(jiān)測要求，急需對現(xiàn)有局部放電實時監(jiān)測設(shè)備的數(shù)據(jù)處理方案和架構(gòu)進行改進。

2、與此同時，低頻局放技術(shù)采用的頻率范圍在10khz～500khz，在應(yīng)用于水輪發(fā)電機時因受到發(fā)電機運行階段的干擾信號影響，所監(jiān)測到的測試數(shù)據(jù)波動較大，導致局部放電模式識別困難等問題，相比于低頻局放技術(shù)而言，超高頻局放技術(shù)采用的頻率范圍在300mhz-3ghz，可以規(guī)避部分外部干擾，因此，研究開發(fā)應(yīng)用于超高頻的局部放電實時監(jiān)測設(shè)備也很有必要。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本發(fā)明實施例的目的是提供一種水輪發(fā)電機超高頻局部放電監(jiān)測方法、一種水輪發(fā)電機超高頻局部放電監(jiān)測系統(tǒng)和一種計算機可讀存儲介質(zhì)，用以克服現(xiàn)有技術(shù)中，局部放電實時監(jiān)測設(shè)備所存在的監(jiān)測實時性較差的技術(shù)問題。

2、為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明實施例的第一方面提供一種水輪發(fā)電機超高頻局部放電監(jiān)測方法，包括：

3、獲取水輪發(fā)電機局部放電信號模數(shù)轉(zhuǎn)換后生成的局放脈沖序列；

4、根據(jù)局放脈沖序列幅值分布確定清洗閾值，根據(jù)清洗閾值對局放脈沖序列進行清洗，得到有效脈沖序列；

5、對有效脈沖序列內(nèi)劃分出的各個數(shù)據(jù)單元分別進行冗余數(shù)據(jù)濾除，得到第一目標脈沖序列，以進行短周期局放量監(jiān)測；

6、將有效脈沖序列劃分為多個子序列，依據(jù)同一絕緣缺陷的局放量值重復出現(xiàn)的特性確定出為局部放電事件的子序列，確定為局部放電事件的子序列構(gòu)成第二目標脈沖序列，第二目標脈沖序列用于進行長周期局放量變化趨勢分析，第二目標脈沖序列內(nèi)標記有其內(nèi)部子序列的幅值統(tǒng)計特征；

7、存儲第二目標脈沖序列。

8、可選的，所述根據(jù)局放脈沖序列幅值分布確定清洗閾值，根據(jù)清洗閾值對局放脈沖序列進行清洗，得到有效脈沖序列，包括：

9、按預(yù)設(shè)時間間隔將局放脈沖序列劃分為多個數(shù)據(jù)單元，預(yù)設(shè)時間間隔大于至少一個局部放電信號的時間寬度，每個數(shù)據(jù)單元均標記有其內(nèi)部局放脈沖的幅值累加特征；

10、根據(jù)幅值累加特征確定清洗閾值，利用清洗閾值對局放脈沖序列進行清洗，得到有效脈沖序列。

11、可選的，所述預(yù)設(shè)時間間隔為1μs。

12、可選的，所述根據(jù)幅值累加特征確定清洗閾值，利用清洗閾值對局放脈沖序列進行清洗，得到有效脈沖序列，包括：

13、根據(jù)幅值累加特征確定清洗閾值；

14、若數(shù)據(jù)單元的幅值累加特征大于等于清洗閾值，則為該數(shù)據(jù)單元添加取值為1的狀態(tài)值標記，否則為該數(shù)據(jù)單元添加取值為0的狀態(tài)值標記；

15、將狀態(tài)值標記為0的數(shù)據(jù)單元去除，由狀態(tài)值標記為1的數(shù)據(jù)單元組成有效脈沖序列。

16、可選的，所述對有效脈沖序列內(nèi)劃分出的各個數(shù)據(jù)單元分別進行冗余數(shù)據(jù)濾除，得到第一目標脈沖序列，以進行短周期局放量監(jiān)測，包括：

17、對有效脈沖序列內(nèi)劃分出的各個數(shù)據(jù)單元分別進行內(nèi)部局放脈沖幅值的降序排列，由各個數(shù)據(jù)單元內(nèi)前j個局放脈沖幅值對應(yīng)的脈沖序列組成第一目標脈沖序列，其中，j≤x，x為每個數(shù)據(jù)單元保留的脈沖數(shù)量最大值。

18、可選的，所述依據(jù)同一絕緣缺陷的局放量值重復出現(xiàn)的特性確定出為局部放電事件的子序列，包括：

19、將子序列內(nèi)的各個數(shù)據(jù)單元的幅值累加特征均與絕對閾值比較，若超過絕對閾值的數(shù)據(jù)單元數(shù)量大于第一預(yù)設(shè)值，則該子序列為局部放電事件。

20、可選的，所述幅值累加特征為對應(yīng)數(shù)據(jù)單元內(nèi)局放脈沖幅值的均值。

21、可選的，所述幅值統(tǒng)計特征包括對應(yīng)子序列內(nèi)幅值累加特征的最大值和平均值中的至少一種。

22、本發(fā)明實施例的第二方面提供一種水輪發(fā)電機超高頻局部放電監(jiān)測系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：

23、超高頻局放傳感器，安裝在水輪發(fā)電機定子繞組上，用于采集水輪發(fā)電機局部放電信號；

24、模數(shù)轉(zhuǎn)化模塊，用于對所述局部放電信號進行模數(shù)轉(zhuǎn)換后生成局放脈沖序列；

25、數(shù)據(jù)清洗模塊，用于獲取所述局放脈沖序列，并根據(jù)局放脈沖序列幅值分布確定清洗閾值，根據(jù)清洗閾值對局放脈沖序列進行清洗，得到有效脈沖序列；

26、數(shù)據(jù)處理模塊，用于并行執(zhí)行第一任務(wù)和第二任務(wù)；

27、所述第一任務(wù)用于寫入有效脈沖序列，對有效脈沖序列內(nèi)劃分出的各個數(shù)據(jù)單元分別進行冗余數(shù)據(jù)濾除，得到第一目標脈沖序列；

28、所述第二任務(wù)用于寫入有效脈沖序列，將有效脈沖序列劃分為多個子序列，依據(jù)同一絕緣缺陷的局放量值重復出現(xiàn)的特性確定出為局部放電事件的子序列，確定為局部放電事件的子序列構(gòu)成第二目標脈沖序列，第二目標脈沖序列內(nèi)標記有其內(nèi)部子序列的幅值統(tǒng)計特征，第二目標脈沖序列用于進行長周期局放量變化趨勢分析；

29、數(shù)據(jù)存儲模塊，用于控制與其連接的磁盤陣列對第二目標脈沖序列進行存儲；

30、上位機，用于獲取第一目標脈沖序列后進行短周期局放量監(jiān)測。

31、所述數(shù)據(jù)處理模塊連接有第一數(shù)據(jù)緩沖區(qū)和第二數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，第一數(shù)據(jù)緩沖區(qū)和第二數(shù)據(jù)緩沖區(qū)均用于緩存所述有效脈沖序列，所述第一任務(wù)用于從第一數(shù)據(jù)緩沖區(qū)寫入有效脈沖序列，所述第二任務(wù)用于從第二數(shù)據(jù)緩沖區(qū)寫入有效脈沖序列。

32、可選的，所述數(shù)據(jù)處理模塊通過pcie總線分別與上位機和數(shù)據(jù)存儲模塊連接。

33、可選的，所述數(shù)據(jù)清洗模塊、數(shù)據(jù)處理模塊和數(shù)據(jù)存儲模塊為處理器，各個處理器相互分立。

34、可選的，所述系統(tǒng)還包括協(xié)調(diào)控制模塊，所述協(xié)調(diào)控制模塊用于負責與上位機通信，并協(xié)調(diào)控制超高頻局放傳感器的信號采集、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊的模數(shù)轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)清洗模塊的數(shù)據(jù)清洗、數(shù)據(jù)處理模塊的數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)處理模塊與數(shù)據(jù)存儲模塊之間的傳輸以及數(shù)據(jù)處理模塊與上位機之間的傳輸。

35、可選的，所述第一數(shù)據(jù)緩沖區(qū)包括緩沖區(qū)a和緩沖區(qū)b，有效脈沖序列存儲至緩沖區(qū)a，當緩沖區(qū)a存滿后，將寫入數(shù)據(jù)接口轉(zhuǎn)換至緩沖區(qū)b，同時數(shù)據(jù)處理模塊從緩沖區(qū)a讀取數(shù)據(jù)；所述第二數(shù)據(jù)緩沖區(qū)包括緩沖區(qū)c和緩沖區(qū)d，有效脈沖序列存儲至緩沖區(qū)c，當緩沖區(qū)c存滿后，將寫入數(shù)據(jù)接口轉(zhuǎn)換至緩沖區(qū)d，同時數(shù)據(jù)處理模塊從緩沖區(qū)c讀取數(shù)據(jù)。

36、本發(fā)明實施例的第三方面提供一種計算機可讀存儲介質(zhì)，其上存儲有計算機程序，所述計算機程序被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)如本發(fā)明實施例的第一方面所述的水輪發(fā)電機超高頻局部放電監(jiān)測方法。

37、通過上述技術(shù)方案，本發(fā)明實施例帶來的有益效果主要包括：

38、1)局部放電信號的時間寬度通常小于1μs，且局部放電信號呈現(xiàn)多峰特性，因此可以據(jù)此設(shè)定預(yù)設(shè)時間間隔，依據(jù)預(yù)設(shè)時間間隔將局放脈沖序列劃分為多個數(shù)據(jù)單元，通過數(shù)據(jù)單元的幅值分布特性確定清洗閾值，從而將脈沖干擾濾除，減少數(shù)據(jù)量；此外，在現(xiàn)有技術(shù)中，在采集到局部放電信號后，使用高速存儲模塊對局部放電信號進行存儲，而后由局放分析系統(tǒng)按設(shè)定的觸發(fā)機制從高速存儲模塊中采集局部放電信號進行分析，本發(fā)明設(shè)定兩個時間尺度周期，分別為短周期和長周期，從有效脈沖序列中提取出用于短周期局放量監(jiān)測的數(shù)據(jù)，以及從有效脈沖序列中提取出用于長周期局放量變化趨勢分析的數(shù)據(jù)并進行存儲；在數(shù)據(jù)提取過程中也結(jié)合了大量冗余數(shù)據(jù)的去除；

39、通過以上多種手段的結(jié)合，解決了海量局放數(shù)據(jù)的實時分析問題，并記錄了局放長期變化趨勢數(shù)據(jù)，實現(xiàn)了水輪發(fā)電機局部放電的實時監(jiān)測；

40、2)超高頻是指300mhz-3ghz，相比于低頻和高頻而言，通過采用超高頻局放監(jiān)測技術(shù)，可有效避開外部干擾，提高了水輪發(fā)電機局部放電實時監(jiān)測的抗干擾能力，改善了局放監(jiān)測結(jié)果的穩(wěn)定性。

41、本發(fā)明實施例的其它特征和優(yōu)點將在隨后的具體實施方式部分予以詳細說明。