(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210714841.3 (22)申请日 2022.06.22 (71)申请人 国网福建省电力有限公司电力科 学 研究院 地址 350007 福建省福州市仓山区复园支 路48号 申请人 国网福建省电力有限公司 (72)发明人 王国彬　王康　刘冰　叶兆平　 曾静岚　陈金祥　魏登峰　郑书生　 唐志国　于利颖　吴达　施广宇　 林一泓　钟锐　许晓林　陈炳贵　 (74)专利代理 机构 福州元创专利商标代理有限 公司 35100 专利代理师 陈明鑫　蔡学俊(51)Int.Cl. G01R 31/12(2006.01) G06F 30/20(2020.01) (54)发明名称 基于时频特征模式识别的变压器绕组局部 放电定位方法 (57)摘要 本发明涉及一种基于时频特征模式识别的 变压器绕组局部放电定位方法。 该方法包括： 第 一， 建立绕组两端脉冲电流波形的时间均值 （t0ph、 t0o） 、 等效时长 （ Tph、To） 、 频率均值 （ f0ph、 f0o） 、 等效频宽 （ Fph、Fo） 的模式识别库； 第二， 测 量变压器绕组两端的脉冲电流信号， 计算其时间 均值 （t0phs、t0os） 、 等效时长 （ Tphs、Tos） 、 频率均值 （f0phs、f0os） 、 等效频宽 （ Fphs、Fos） 参数； 第三， 计算 采样参数与模式库标准样本 之间的欧氏距离， 判 断局部放电位置。 本发明方法不仅可以实现局部 放电脉冲电流的高速实时定位分析， 还能提高检 测的抗干扰能力， 不影响变压器的安全可靠运 行。 这将为变压器局部放电的状态检修提供更加 可靠的信息和依据， 变压器安全 可靠运行提供保 障。 权利要求书2页 说明书5页 附图1页 CN 114994478 A 2022.09.02 CN 114994478 A 1.一种基于时频特征模式识别的变压器绕组局部放电定位方法， 其特征在于， 包括如 下步骤： S1、 建立变压器绕组两端脉冲电流波形的时间均值(t0ph、 t0o)、 等效时长(Tph、 To)、 频率 均值(f0ph、 f0o)、 等效频宽(Fph、 Fo)的模式识别库； S2、 测量变压器绕组两端的脉冲电流信号， 计算其时间均值(t0phs、 t0os)、 等效时长(Tphs、 Tos)、 频率均值(f0phs、 f0os)、 等效频宽(Fphs、 Fos)； S3、 计算采样参数与模式识别库标准样本之间的欧氏距离， 判断局部放电位。 2.根据权利要求1所述的基于时频特征模式识别的变压器绕组局部放电定位方法， 其 特征在于， 所述 步骤S1具体实现如下： S11、 绕组两端局部放电脉冲电流时频域波形的仿真； S12、 两端脉冲电流信号时间均值、 等效时长、 频率均值、 等效频宽的计算； S13、 两端脉冲电流信号时频参数模式库的建立。 3.根据权利要求2所述的基于时频特征模式识别的变压器绕组局部放电定位方法， 其 特征在于， 所述 步骤S11具体实现如下： 根据变压器绕组结构尺寸构建绕组的多导体传输线模型， 其时域方程如公式(1)所示： 在频域求解， 得到如公式(2)所示的矩阵方程： 据此得到IS(1)、 IR(n)， 即绕组首端电流Iph、 绕组末端电流Io， 其中， IPD为局部放电电流 源， T为多导体传输线模型参数； 利用多导体传输模型， 建立自局部放电信号输入点到 绕组首尾两端的电流频域传递函 数Tphi(jw)、 Toi(jw)， 假定首末端计算的局部放电脉冲电流经过FFT变换后为Iph(jω)、 Io(j ω)， 绕组内部任意第i匝局部放电远处注入的脉冲电流经过FFT变换后为Ipdi(jω)， 其中i ＝1…n匝， 绕组首尾两端之间的频域电流传输函数如公式(3)所示： 4.根据权利要求2所述的基于时频特征模式识别的变压器绕组局部放电定位方法， 其权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114994478 A 2特征在于， 所述 步骤S12具体实现如下： 表征绕组首尾两端脉冲电流信号I(t)时域和频域特征的简单方法是用信号的均值和 散布来表示， 即把|I(t)|2及其频谱|I(jω)|2看作概率密度， 观察其均值和标准差 来分析信 号的时域和频域特 征， 其分别定义 为： 式(4)中， Ep为信号的能量， ω＝2 π f； t0、 f0分别为信号的时间均值 和频率均值； T、 F分别为信号的等效时宽和等效频宽 。 5.根据权利要求2所述的基于时频特征模式识别的变压器绕组局部放电定位方法， 其 特征在于， 所述 步骤S13具体实现如下： 分别在绕组若干不同位置， 施加局部放电激励源， 位置编号i， i＝1， 2， ……， n， 获取绕 组首尾两端的脉冲电流信号， 提取其时间均值(t0phi、 t0oi)、 等效时长(Tphi、 Toi)、 频率均值 (f0phi、 f0oi)、 等效频宽(Fphi、 Foi)特征参数， 建立模式识别库。 6.根据权利要求1所述的基于时频特征模式识别的变压器绕组局部放电定位方法， 其 特征在于， 所述 步骤S2具体实现如下： 在变压器绕组两端同步测量局部放电脉冲电流信号的时域波形Iphs(t)， Ios(t)； 基于时 域波形， 计算两端脉冲电流信号的八个时频域特征参数， 得出实测的绕组两端脉冲电流波 形时频域特 征参数， 分别为： t0phs、 Tphs、 f0phs、 Fphs、 t0os、 Tos、 f0os、 Fos。 7.根据权利要求1所述的基于时频特征模式识别的变压器绕组局部放电定位方法， 其 特征在于， 所述 步骤S3具体实现如下： 将模式识别库视作由n个向量构成的集 合， 每个向量包 含8个元素， 用Mi标识， 即： Mi＝(t0phi,Tphi,f0phi,Fphi,t0oi,Toi,f0oi,Foi)， i＝1， 2……n 将实测得到的绕组两端脉冲电流信号时频 特征参数也视作一个向量， 用S表示， 即： S＝(t0phs,Tphs,f0phs,Fphs,t0os,Tos,f0os,Fos) 通过欧式距 离公式逐一计算S与Mi之间的欧式距离， 选在欧式距离最小的点作为定位结 果。 8.根据权利要求7所述的基于时频特征模式识别的变压器绕组局部放电定位方法， 其 特征在于， 欧式距离的计算方法如下式： 权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114994478 A 3