Page 29 - 电力与能源2022年第一期

司文荣, 等: 换流变压器直流局放超宽频带检测数据处理需求分析 2
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5.2 脉冲群智能数据处理和显示流程设计 一定物理意义的快速变换( 例如 DFT ), 形成脉冲
由分析可知, 超宽频带数据采集装置工作模 的频域波形, 与脉冲时 域 波 形 对 应。以 DFT 为
式为: 脉冲触发, 记录脉冲电流波形 P 及其对应时 例, 对脉冲波形 p j t 进行快速变换, 可得:
()
刻 t和电压U , 波形长度可以设置为1 , 2 , 3 , 4 , 5 μ s : M 0 M 1 ,…, M k / 2 - 1
, ,…, M i
P j f = {
( )
[ (), , ], ,…, Δ fi-1 ),…, Δ f k2-1 )
(/
(
Pulse j p j i t j U j 0 , Δ f
j=1 , 2 ,…, N ; i=1 , 2 ,…, k ( 1 ) ( 3 )
(
式中 j ———第 j 个脉冲; N ———脉冲电流波形的 式中 M i ———第 i个点对应的幅值; Δ fi-1 )———
总个数; k ———每个脉冲电流波形的点数, 即脉冲 第 i个点对应的频率分量( 采样率 f s=kΔ f Δ f=
,
波形由k 个点组成, 其与采样率成正比。 1 / Δt )。
, 脉冲通道在设置 同一脉冲源不同记录点数下的时域和频域波
电压通道采集电压信号 U j
触发阈值后, 超宽频带数据采集装置将采集获取 形处理效果见图 7 , 其中频域处理的图形 X 坐标
, 其可能为 PD 信号, 也 取至 50 MHz ( 250 MS / s 采样率下 DFT 变换对
脉冲电流 - 时间序列 Pulse j
可能含有随机干扰源信号。根据直流耐压试验超 应的 X 坐标应为 125MHz )。
宽频带 PD 智能检测技术方案, 设计相应的脉冲
群智能数据处理和显示流程如图 6 所示。

图 6 脉冲群智能数据处理和显示流程( 以时频散布参数法为例)
( 1 ) 脉冲数据预处理。使得采集装置获取的
原始脉冲电流波形( 原始信号) 形成具有统一标准
且易处理的脉冲 - 时间序列。为了便于后续脉冲
群的快速变换及快速分类, 软件模块对超宽频带
检测获取单个脉冲电流波形的幅值 - 时间序列进 图 7 脉冲电流波形时域和频域处理效果( 250 MS / s示例)
( 3 ) 脉冲群波形特征提取。利用非线性映射
行如下预处理:
( F 函数) 实现时域和频域波形的特征参数提取,
{ a 0 a 1 ,…, a k - 1
, ,…, a i
p j t = 映射成脉冲群的 2D 平面参数分布或 3D 空间参
()
0 , Δt ,…, Δt ( i-1 ),…, Δ t ( k-1 )
数分布。在实际应用中, 由于获得的脉冲波形序
( 2 )
列其特征参数比较复杂, 往往不是[ 0 , 1 ] 区间中的
———第i个点对应的幅值; Δt ( i-1 )———
式中 a i
数, 因此在无监督聚类分析前, 需要把各个原始特
第i个点对应的时间( Δt为采样时间间隔)。
征参数标准化。以时频散布特征参数提取方法中
式( 2 ) 使得在数据存储时, 无需存储单个脉冲
的时间散布 T j j =1 , 2 ,…, N , N 为脉冲总个数)
(
电流波形对应的时间信息( 其由采样率和记录点
处理为例:
数决定), 而只需要存储其幅值信息和触发时间点
N
( 时刻)。 T = ∑ T j N ( 4 )
/
( 2 ) 脉冲群波形快速变换。利用现有的具有 j=1