水輪發電機超高頻局部放電監測方法、系統和存儲介質與流程

本發明屬于局部放電監測，具體地涉及一種水輪發電機超高頻局部放電監測方法、一種水輪發電機超高頻局部放電監測系統和一種計算機可讀存儲介質。

背景技術：

1、水輪發電機局部放電測試非常重要，現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測。其中，停機狀態下的局部放電離線試驗更為準確，不受運行環境下的諸多干擾因素影響，國內主流產品采用的是低頻局放技術，并已取得廣泛應用。但離線試驗只能在水輪發電機停機狀態下開展，無法實時監測水輪發電機狀態，造成定子繞組的絕緣診斷時效性較差。局部放電實時監測能夠改善時效性問題，但是在現有局部放電實時監測設備的數據處理方案和架構下，仍舊存在監測結果分析時間長的缺陷，為滿足局部放電海量數據的監測要求，急需對現有局部放電實時監測設備的數據處理方案和架構進行改進。

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

技術實現思路

1、有鑒于此，本發明實施例的目的是提供一種水輪發電機超高頻局部放電監測方法、一種水輪發電機超高頻局部放電監測系統和一種計算機可讀存儲介質，用以克服現有技術中，局部放電實時監測設備所存在的監測實時性較差的技術問題。

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

3、獲取水輪發電機局部放電信號模數轉換后生成的局放脈沖序列；

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

5、對有效脈沖序列內劃分出的各個數據單元分別進行冗余數據濾除，得到第一目標脈沖序列，以進行短周期局放量監測；

6、將有效脈沖序列劃分為多個子序列，依據同一絕緣缺陷的局放量值重復出現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標記有其內部子序列的幅值統計特征；

7、存儲第二目標脈沖序列。

8、可選的，所述根據局放脈沖序列幅值分布確定清洗閾值，根據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、按預設時間間隔將局放脈沖序列劃分為多個數據單元，預設時間間隔大于至少一個局部放電信號的時間寬度，每個數據單元均標記有其內部局放脈沖的幅值累加特征；

10、根據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，所述預設時間間隔為1μs。

12、可選的，所述根據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、根據幅值累加特征確定清洗閾值；

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

15、將狀態值標記為0的數據單元去除，由狀態值標記為1的數據單元組成有效脈沖序列。

16、可選的，所述對有效脈沖序列內劃分出的各個數據單元分別進行冗余數據濾除，得到第一目標脈沖序列，以進行短周期局放量監測，包括：

17、對有效脈沖序列內劃分出的各個數據單元分別進行內部局放脈沖幅值的降序排列，由各個數據單元內前j個局放脈沖幅值對應的脈沖序列組成第一目標脈沖序列，其中，j≤x，x為每個數據單元保留的脈沖數量最大值。

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

19、將子序列內的各個數據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據單元數量大于第一預設值，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數據單元內局放脈沖幅值的均值。

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

22、本發明實施例的第二方面提供一種水輪發電機超高頻局部放電監測系統，所述系統包括：

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

24、模數轉化模塊，用于對所述局部放電信號進行模數轉換后生成局放脈沖序列；

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

26、數據處理模塊，用于并行執行第一任務和第二任務；

27、所述第一任務用于寫入有效脈沖序列，對有效脈沖序列內劃分出的各個數據單元分別進行冗余數據濾除，得到第一目標脈沖序列；

28、所述第二任務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，依據同一絕緣缺陷的局放量值重復出現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成第二目標脈沖序列，第二目標脈沖序列內標記有其內部子序列的幅值統計特征，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、數據存儲模塊，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測。

31、所述數據處理模塊連接有第一數據緩沖區和第二數據緩沖區，第一數據緩沖區和第二數據緩沖區均用于緩存所述有效脈沖序列，所述第一任務用于從第一數據緩沖區寫入有效脈沖序列，所述第二任務用于從第二數據緩沖區寫入有效脈沖序列。

32、可選的，所述數據處理模塊通過pcie總線分別與上位機和數據存儲模塊連接。

33、可選的，所述數據清洗模塊、數據處理模塊和數據存儲模塊為處理器，各個處理器相互分立。

34、可選的，所述系統還包括協調控制模塊，所述協調控制模塊用于負責與上位機通信，并協調控制超高頻局放傳感器的信號采集、模數轉換模塊的模數轉換、數據清洗模塊的數據清洗、數據處理模塊的數據處理、數據處理模塊與數據存儲模塊之間的傳輸以及數據處理模塊與上位機之間的傳輸。

35、可選的，所述第一數據緩沖區包括緩沖區a和緩沖區b，有效脈沖序列存儲至緩沖區a，當緩沖區a存滿后，將寫入數據接口轉換至緩沖區b，同時數據處理模塊從緩沖區a讀取數據；所述第二數據緩沖區包括緩沖區c和緩沖區d，有效脈沖序列存儲至緩沖區c，當緩沖區c存滿后，將寫入數據接口轉換至緩沖區d，同時數據處理模塊從緩沖區c讀取數據。

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

37、通過上述技術方案，本發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多峰特性，因此可以據此設定預設時間間隔，依據預設時間間隔將局放脈沖序列劃分為多個數據單元，通過數據單元的幅值分布特性確定清洗閾值，從而將脈沖干擾濾除，減少數據量；此外，在現有技術中，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按設定的觸發機制從高速存儲模塊中采集局部放電信號進行分析，本發明設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測的數據，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據并進行存儲；在數據提取過程中也結合了大量冗余數據的去除；

39、通過以上多種手段的結合，解決了海量局放數據的實時分析問題，并記錄了局放長期變化趨勢數據，實現了水輪發電機局部放電的實時監測；

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測技術，可有效避開外部干擾，提高了水輪發電機局部放電實時監測的抗干擾能力，改善了局放監測結果的穩定性。

41、本發明實施例的其它特征和優點將在隨后的具體實施方式部分予以詳細說明。