RU2797931C1 - Evaluation of partial discharge signals - Google Patents
Evaluation of partial discharge signals Download PDFInfo
- Publication number
- RU2797931C1 RU2797931C1 RU2022106926A RU2022106926A RU2797931C1 RU 2797931 C1 RU2797931 C1 RU 2797931C1 RU 2022106926 A RU2022106926 A RU 2022106926A RU 2022106926 A RU2022106926 A RU 2022106926A RU 2797931 C1 RU2797931 C1 RU 2797931C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- partial discharge
- activity
- determined
- signal
- phase
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к оценке сигналов частичных разрядов, которые регистрируются вблизи изоляции электрических внешних проводов многофазного переменного тока только в одном месте или регистрируются в нескольких местах и накладываются друг на друга. Иными словами, изобретение относится к "одноканальной" оценке сигналов частичных разрядов, которые регистрируются и оцениваются не раздельно для отдельных внешних проводов многофазного переменного тока. The invention relates to the evaluation of partial discharge signals that are registered near the insulation of external electrical conductors of a multi-phase alternating current in only one place or are registered in several places and superimposed on each other. In other words, the invention relates to a "single-channel" evaluation of partial discharge signals, which are not recorded and evaluated separately for individual external multi-phase AC conductors.
Частичные разряды представляют собой локальные электрические разряды, которые вызываются, например, в локальных неоднородностях изоляционного материала, например, в мелких воздушных включениях внутри изоляционного материала электрической проводки, из-за сильных неоднородностей электрического поля. Частичные разряды могут локально повреждать изоляцию или при долговременном воздействии приводить к отказу изоляции. Поэтому, в частности, электрические машины регулярно проверяются на частичные разряды. Частичные разряды вызывают короткие электромагнитные импульсы с типичной длительностью импульса менее 1 мкс и частотными составляющими вплоть до диапазона ультравысоких частот (UHF). Обычно, обнаруживают сигналы частичных разрядов в частотных диапазонах между примерно 100 кГц и 10 МГц, в которых импульсы частичных разрядов, как правило, являются наиболее сильными.Partial discharges are local electrical discharges that are caused, for example, in local inhomogeneities of the insulating material, for example in small air inclusions inside the insulating material of electrical wiring, due to strong inhomogeneities of the electric field. Partial discharges can locally damage the insulation or lead to insulation failure in the long term. Therefore, in particular, electrical machines are regularly checked for partial discharges. Partial discharges cause short electromagnetic pulses with a typical pulse duration of less than 1 µs and frequency components up to the ultra high frequency (UHF) range. Typically, partial discharge signals are detected in frequency ranges between about 100 kHz and 10 MHz, in which the partial discharge pulses are typically strongest.
Внешний провод представляет собой электрический провод, который при обычной эксплуатации находится под электрическим напряжением и может содействовать передаче или распределению электрической энергии, но не нулевой провод (центральный провод).The outer conductor is an electrical conductor which, in normal use, is energized and can assist in the transmission or distribution of electrical energy, but not the neutral conductor (center conductor).
Для регистрации частичных разрядов имеется множество способов измерения, частично стандартизованных, например, согласно DIN EN 60270. На электрических машинах почти исключительно проводятся автономные (Offline-) измерения, при которых регулярная эксплуатация электрической машины прерывается, и возникают высокие затраты, например, из-за прерываний эксплуатации, и затраты на измерительные приборы. Поэтому такие измерения могут выполняться лишь от случая к случаю. There are many measuring methods for registering partial discharges, partly standardized, for example, according to DIN EN 60270. On electrical machines, offline (Offline-) measurements are almost exclusively carried out, in which the regular operation of the electrical machine is interrupted and high costs arise, for example, due to service interruptions, and instrumentation costs. Therefore, such measurements can only be performed on a case-by-case basis.
Оперативные (онлайн-) измерения во время регулярной эксплуатации электрической машины позволяют осуществлять непрерывный контроль машины и, в частности, распознавание тенденций касательно активности частичных разрядов в машине и корреляцию активности частичных разрядов с различными влияниями окружающей среды, такими как температура, влажность воздуха и воздушное давление. Полученная при этом информация может обеспечить возможность надежного прогноза, который прогнозирует период времени, в течение которого машина, затронутая частичными разрядами, еще может эксплуатироваться надежным образом. Сигналы частичных разрядов, зарегистрированные посредством измерений, обычно синхронно с сетевой фазой на интервалах их соответствующего содержания энергии, записываются как частота частичных разрядов в форме гистограмм частичных разрядов и оцениваются.Online (online) measurements during the regular operation of the electrical machine allow continuous monitoring of the machine and in particular the recognition of trends in PD activity in the machine and the correlation of PD activity with various environmental influences such as temperature, air humidity and air pressure . The information thus obtained can enable a reliable prediction that predicts the period of time during which a machine affected by partial discharges can still be operated in a reliable manner. The PD signals recorded by means of measurements, usually synchronous with the mains phase at intervals of their respective energy content, are recorded as PD frequency in the form of PD histograms and evaluated.
В случае многофазного переменного тока, образованного из нескольких переменных токов, происходит наложение во времени частичных разрядов, которые генерируются различными переменными токами. Поэтому, как правило, сигналы частичных разрядов для каждого из этих переменных токов регистрируются отдельно и оцениваются. Если из соображений экономии затрат желательно применять только один блок измерения частичных разрядов или только один блок оценки, то есть сигналы частичных разрядов регистрировать только в одном месте, или зарегистрированные в нескольких местах, но наложенные друг на друга сигналы частичных разрядов оценивать, то возникает проблема, состоящая в том, что при обычной оценке сигналов частичных разрядов невозможно сделать вывод в отношении отдельных переменных токов.In the case of a multi-phase alternating current formed from several alternating currents, partial discharges are superimposed in time, which are generated by various alternating currents. Therefore, as a rule, partial discharge signals for each of these alternating currents are recorded separately and evaluated. If, for reasons of cost savings, it is desirable to use only one partial discharge measurement unit or only one evaluation unit, that is, partial discharge signals are registered only in one place, or partial discharge signals registered in several places, but superimposed on each other, are evaluated, then a problem arises, consisting in the fact that in the usual evaluation of partial discharge signals it is impossible to draw a conclusion regarding individual alternating currents.
В основе изобретения лежит задача, предложить способ для улучшенной оценки сигналов частичных разрядов, которые регистрируются вблизи изоляции электрических внешних проводов многофазного переменного тока только в одном месте или регистрируются в нескольких местах и накладываются друг на друга.The invention is based on the task to propose a method for improved evaluation of partial discharge signals that are registered near the insulation of electrical external conductors of a multi-phase alternating current in only one place or are registered in several places and superimposed on each other.
В соответствии с изобретением эта задача решается способом с признаками пункта 1 формулы изобретения.In accordance with the invention, this problem is solved by a method with features of paragraph 1 of the claims.
Предпочтительные варианты осуществления изобретения являются предметом зависимых пунктов.Preferred embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.
В соответствующем изобретению способе оцениваются сигналы частичных разрядов, которые регистрируются вблизи изоляции электрических внешних проводов многофазного переменного тока, переменные токи которого, протекающие в соответствующем внешнем проводе, имеют постоянные фазовые сдвиги относительно друг друга, только одном месте или регистрируются в нескольких местах и накладываются друг на друга. Для этого определяется по меньшей мере одна характеристическая величина, на основе которой сигналы частичных разрядов могут сравниваться друг с другом. С каждым сигналом частичного разряда соотносится фазовое положение переменных токов в момент времени регистрации сигнала частичного разряда. Для каждого сигнала частичного разряда определяется значение характеристической величины каждой характеристической величины. С каждым сигналом частичного разряда соотносится числовой набор, который образуется из каждого значения характеристической величины сигнала частичного разряда и фазового положения, соотнесенного с сигналом частичного разряда. Затем определяются кластеры сигналов частичных разрядов в многомерном пространстве с точками, образованными числовыми наборами, и из определенных кластеров для каждого внешнего провода определяется активность частичных разрядов. In the method according to the invention, partial discharge signals are evaluated, which are registered near the insulation of electrical external conductors of a polyphase alternating current, the alternating currents of which, flowing in the corresponding external conductor, have constant phase shifts relative to each other, only in one place or are recorded in several places and superimposed on each other. friend. To this end, at least one characteristic value is determined, on the basis of which the partial discharge signals can be compared with each other. Each PD signal is associated with the phase position of alternating currents at the moment of registration of the PD signal. For each partial discharge signal, the value of the characteristic quantity of each characteristic quantity is determined. Associated with each PD signal is a numerical set which is formed from each value of the characteristic quantity of the PD signal and the phase position associated with the PD signal. Clusters of PD signals are then determined in a multi-dimensional space with points formed by numerical sets, and PD activity is determined from the determined clusters for each outer wire.
В варианте осуществления, сигнал частичного разряда выводится через подсоединение по меньшей мере одного датчика температуры обмотки. С помощью вывода одного или множества сигналов частичных разрядов посредством датчика температуры обмотки или посредством множества датчиков температуры обмоток реализуется способ регистрации частичных разрядов, который измеряет активность, следовательно, частичные разряды, во всех фазах с наложением. Для того чтобы из этого наложения отделить активность отдельных фаз, применяется кластер, то есть кластеризация. Это является полезным, чтобы иметь возможность отслеживать активность отдельных фаз и, тем самым, своевременно распознавать изменения в одной фазе, которые в совокупной активности можно было бы распознать лишь позже.In an embodiment, the PD signal is output through the connection of at least one winding temperature sensor. By outputting one or a plurality of partial discharge signals by means of a winding temperature sensor or by means of a plurality of winding temperature sensors, a partial discharge detection method is realized which measures the activity, hence the partial discharges, in all superimposed phases. In order to separate the activity of individual phases from this overlay, a cluster is used, that is, clustering. This is useful in order to be able to monitor the activity of the individual phases and thus recognize in time changes in one phase that could only be recognized later in the total activity.
Соответствующий изобретению способ также предусматривает оценку сигналов частичных разрядов в многомерном пространстве, координатами которого являются по меньшей мере одна характеристическая величина сигналов частичных разрядов и фазовое положение переменных токов. В этом пространстве каждый сигнал частичного разряда представляется точкой, которая определяется через по меньшей мере одно значение характеристической величины сигнала частичного разряда и фазовое положение в момент времени регистрации сигнала частичного разряда. Точки, представляющие сигналы частичных разрядов, комбинируются с помощью кластерного анализа в различные кластеры, чтобы соотнести сигналы частичных разрядов с различными внешними проводами или для каждого внешнего провода определить активность частичных разрядов. Соответствующий изобретению способ позволяет тем самым осуществлять оценку в зависимости от фазы или от внешнего провода сигналов частичных разрядов с помощью только одного измерительного блока вместо отдельного измерительного блока для каждого внешнего провода и поэтому может быть реализован экономичным образом. Кроме того, соответствующий изобретению способ позволяет оценивать сигналы частичных разрядов онлайн, например, при регулярной эксплуатации электрической машины, проводящей многофазный переменный ток, так как кластерный анализ не требует никаких специальных условий эксплуатации. The method according to the invention also provides for the evaluation of partial discharge signals in a multidimensional space, the coordinates of which are at least one characteristic value of partial discharge signals and the phase position of alternating currents. In this space, each PD signal is represented by a point, which is defined in terms of at least one value of the characteristic quantity of the PD signal and the phase position at the moment of detection of the PD signal. The points representing the PD signals are combined by cluster analysis into different clusters to associate the PD signals with different external wires or for each external wire to determine the PD activity. The method according to the invention thus enables phase- or external-wire-dependent evaluation of partial discharge signals with only one measuring unit instead of a separate measuring unit for each external wire, and can therefore be implemented in an economical manner. In addition, the method according to the invention makes it possible to evaluate partial discharge signals online, for example during regular operation of an electrical machine carrying multi-phase alternating current, since the cluster analysis does not require any special operating conditions.
В варианте осуществления изобретения, в качестве характеристической величины определяется длительность импульса, высота импульса, электрический заряд, энергия и/или частота повторения сигнала частичного разряда. Например, длительность импульса образует первую характеристическую величину, высота импульса образует вторую характеристическую величину и т.д. In an embodiment of the invention, pulse duration, pulse height, electric charge, energy and/or repetition frequency of the partial discharge signal are determined as characteristic quantities. For example, the pulse duration forms the first characteristic quantity, the pulse height forms the second characteristic quantity, and so on.
В другом варианте осуществления изобретения, кластеры определяются с помощью вероятностной (партиционирующей) кластеризации, иерархической кластеризации, кластеризации на основе плотности и/или способами нейронных сетей. Например, для кластеризации может применяться алгоритм k-среднего, сдвига среднего, Гауссовой смеси и/или DBSCAN (основанная на плотности пространственная кластеризация приложений с шумом). In another embodiment of the invention, clusters are defined using probabilistic (partitioning) clustering, hierarchical clustering, density-based clustering, and/or neural network methods. For example, k-means, mean shift, Gaussian mixture, and/or DBSCAN (density-based spatial clustering of noisy applications) algorithm may be used for clustering.
В другом варианте осуществления изобретения, для каждого кластера определяется центр тяжести кластера, и кластер соотносится с внешним проводом, который определяется из фазового положения центра тяжести кластера. Например, с каждым фазовым положением соотносится внешний провод, и кластер соотносится с тем внешним проводом, который соотнесен с фазовым положением центра тяжести кластера данного кластера. В частности, может быть предусмотрено, что каждый внешний провод соотносится с по меньшей мере одним интервалом фазовых углов для фазовых углов, характеризующих фазовые положения. Этот вариант осуществления использует то, что частичные разряды накапливаются на внешнем проводе, как правило, в определенных интервалах фазовых углов переменного тока, протекающего во внешнем проводе, например, в интервалах фазовых углов, в которых переменный ток или соответствующее переменное напряжение имеет относительно сильное нарастание. Так как переменные токи отдельных внешних проводов имеют постоянные фазовые сдвиги относительно друг друга, поэтому интервалы фазовых углов для фазовых углов, характеризующих фазовые положения переменных токов, могут соответственно соотноситься с одним из внешних проводов, на котором в соответствующем интервале фазовых углов имеет место повышенная вероятность для частичных разрядов.In another embodiment of the invention, for each cluster, the center of gravity of the cluster is determined, and the cluster is associated with an external wire, which is determined from the phase position of the center of gravity of the cluster. For example, each phase position is associated with an external wire, and the cluster is associated with the external wire that is associated with the phase position of the center of gravity of the cluster of this cluster. In particular, it can be provided that each outer conductor is associated with at least one phase angle interval for the phase angles characterizing the phase positions. This embodiment takes advantage of the fact that partial discharges build up on the outer conductor, typically in certain phase angle ranges of the AC current flowing in the outer conductor, such as phase angle intervals in which the AC current or corresponding AC voltage has a relatively strong rise. Since the alternating currents of individual external wires have constant phase shifts relative to each other, therefore, the phase angle intervals for the phase angles characterizing the phase positions of the alternating currents can be respectively correlated with one of the external wires, on which an increased probability for partial discharges.
В другом варианте осуществления изобретения, для определения активности частичных разрядов внешнего провода, определяется по меньшей мере один показатель активности для сигналов частичных разрядов, которые регистрируются в заданном временном окне и соотносятся с внешним проводом. В качестве показателя активности определяется, например, количество сигналов частичного разряда, которые регистрируются во временном окне и соотносятся с внешним проводом. В качестве альтернативы или дополнительно, показатель активности образуется из значений характеристических величин сигналов частичных разрядов, которые регистрируются во временном окне и соотносятся с внешним проводом. Это обеспечивает возможность количественного расчета и оценки активности частичных разрядов на каждом внешнем проводе.In another embodiment of the invention, in order to determine the partial discharge activity of the outer wire, at least one activity measure is determined for partial discharge signals that are registered in a given time window and correlated with the outer wire. As an indicator of activity, for example, the number of partial discharge signals that are registered in a time window and are associated with an external wire is determined. Alternatively or additionally, the activity index is derived from the characteristic quantities of the partial discharge signals, which are recorded in the time window and are related to the external wire. This makes it possible to quantify and evaluate the partial discharge activity on each external wire.
В дальнейшем развитии вышеописанного варианта осуществления изобретения, регистрируется и оценивается временное распределение значений активности по меньшей мере одного показателя активности каждого внешнего провода. При этом может быть предусмотрено, что для каждого временного распределения значений активности выполняется распознавание аномалии, с помощью которого определяются аномальные значения активности, и аномальные значения активности удаляются из соответствующего распределения значений активности. Кроме того, может быть предусмотрено, что для по меньшей мере одного показателя активности и каждого внешнего провода из временного распределения значений активности определяется кривая регрессии для хода (процесса изменения) показателя активности в зависимости от времени. Дополнительно может быть предусмотрено, что определяется первая производная каждой кривой регрессии по времени. Посредством подобных оценок временных распределений значений активности отдельных внешних проводов, могут распознаваться предпочтительно тенденции активности частичных разрядов на каждом внешнем проводе, и выводятся прогнозы будущего развития этой активности частичных разрядов. Кроме того, могут, например, генерироваться предупредительные сигналы и/или сигналы тревоги, если кривая регрессии превысит заданное пороговое значение или производная кривой регрессии превысит заданное пороговое значение.In a further development of the above-described embodiment of the invention, the temporal distribution of activity values of at least one activity indicator of each outer wire is recorded and evaluated. In this case, it can be provided that for each temporal distribution of activity values, an anomaly recognition is performed, with which abnormal activity values are determined, and abnormal activity values are removed from the corresponding distribution of activity values. In addition, it can be provided that for at least one activity indicator and each external wire, a regression curve is determined from the time distribution of activity values for the course (change process) of the activity indicator as a function of time. Additionally, it can be provided that the first derivative of each regression curve with respect to time is determined. By means of such evaluations of the time distributions of the activity values of the individual external wires, tendencies of partial discharge activity on each external wire can preferably be recognized and forecasts of the future development of this partial discharge activity can be derived. In addition, warnings and/or alarms can be generated, for example, if the regression curve exceeds a predetermined threshold value or the derivative of the regression curve exceeds a predetermined threshold value.
Соответствующий изобретению блок оценки для оценки сигналов частичных разрядов согласно соответствующему изобретению способу сконфигурирован, чтобы с каждым сигналом частичного разряда соотносить фазовое положение переменных токов в момент времени регистрации сигнала частичного разряда, для каждого сигнала частичного разряда определять значение характеристической величины каждой характеристической величины, с каждым сигналом частичного разряда соотносить числовой набор, который образуется из каждого значения характеристической величины сигнала частичного разряда и фазового положения, соотнесенного с сигналом частичного разряда, определять кластеры сигналов частичных разрядов в многомерном пространстве с точками, образованными числовыми наборами, и из определенных кластеров для каждого внешнего провода определять активность частичных разрядов. An evaluation unit according to the invention for evaluating partial discharge signals according to the method according to the invention is configured to correlate with each partial discharge signal the phase position of alternating currents at the time of registration of the partial discharge signal, for each partial discharge signal to determine the value of the characteristic quantity of each characteristic quantity, with each signal correlate the numerical set that is formed from each value of the characteristic quantity of the PD signal and the phase position associated with the PD signal, determine clusters of partial discharge signals in multidimensional space with points formed by numerical sets, and from certain clusters for each external wire determine PD activity.
В частности, блок оценки может быть сконфигурирован, чтобы выполнять соответствующую изобретению компьютерную программу. Соответствующая изобретению компьютерная программа содержит команды, которые, при исполнении компьютерной программы блоком оценки, побуждают его выполнять способ, соответствующий изобретению.In particular, the estimator may be configured to execute a computer program according to the invention. The computer program according to the invention contains instructions which, when executed by the evaluator, cause it to carry out the method according to the invention.
Тем самым может быть реализован соответствующий изобретению способ с вышеописанными преимуществами, в частности, реализован компьютером.In this way, the method according to the invention can be implemented with the advantages described above, in particular computer-implemented.
Альтернативно, способ может выполняться или частично выполняться в по меньшей мере одном так называемом Edge Device (устройстве для вычислений в непосредственной близости к получаемым данным) или в приложении облачных вычислений (Cloud).Alternatively, the method can be performed or partially performed in at least one so-called Edge Device (device for computing in close proximity to the received data) or in a cloud computing application (Cloud).
Вышеописанные свойства, признаки и преимущества настоящего изобретения, а также то, каким образом они достигаются, станут понятными более четко и ясно во взаимосвязи с последующим описанием примеров выполнения, которые подробнее поясняются со ссылками на чертежи, на которых показано следующее:The above described features, features and advantages of the present invention, as well as how they are achieved, will become clearer and clearer in conjunction with the following description of exemplary embodiments, which are explained in more detail with reference to the drawings, which show the following:
Фиг. 1 - схема последовательности операций примера выполнения соответствующего изобретению способа для оценки сигналов частичных разрядов,Fig. 1 is a flow diagram of an exemplary embodiment of the method according to the invention for evaluating partial discharge signals,
Фиг. 2 - кластеры сигналов частичных разрядов и центры тяжести кластеров,Fig. 2 - clusters of partial discharge signals and centers of gravity of clusters,
Фиг. 3 - временное распределение значений активности показателя активности для активности частичных разрядов и кривая регрессии для временного процесса изменения показателя активности,Fig. 3 - temporal distribution of activity values of the activity indicator for the activity of partial discharges and the regression curve for the temporal process of changing the activity indicator,
Фиг. 4 - кривые регрессии для временных процессов изменений показателя активности для внешних проводов трехфазного переменного тока.Fig. 4 - regression curves for time processes of changes in activity index for external wires of three-phase alternating current.
Соответствующие друг другу части обозначены на чертежах одинаковыми ссылочными позициями.Corresponding parts are designated in the drawings by the same reference numerals.
Фиг. 1 показывает схему 100 последовательности операций примера выполнения соответствующего изобретению способа с этапами от 101 до 109 способа для оценки сигналов частичных разрядов, которые регистрируются вблизи изоляции электрических внешних проводов многофазного переменного тока, переменные токи которого, протекающие в соответствующем внешнем проводе, имеют постоянные фазовые сдвиги относительно друг друга, только в одном месте или регистрируются в нескольких местах и накладываются друг на друга. Сигналы частичных разрядов регистрируются, например, с помощью антенны и отфильтровываются с помощью частотного фильтра, полоса пропускания которого имеет частоты, типичные для сигналов частичных разрядов. Но также любой другой сенсор может также применяться для регистрации сигналов частичных разрядов, например, емкостное сенсорное устройство с по меньшей мере одним измерительным конденсатором или устройство индуктивной связи с по меньшей мере одной измерительной катушкой. Это не принципиально для изобретения.Fig. 1 shows a
На первом этапе 101 способа определяется по меньшей мере одна характеристическая величина K, на основе которой сигналы частичных разрядов могут сравниваться друг с другом. Подобная характеристическая величина может представлять собой, например, длительность импульса, высоту импульса, электрический заряд, энергию или частоту повторения сигналов частичных разрядов. In the
На втором этапе 102 способа с каждым сигналом частичного разряда соотносится фазовое положение переменных токов в момент времени регистрации сигнала частичного разряда. Фазовое положение определяется через фазовый угол φ переменных токов.In the
На третьем этапе 103 способа для каждого сигнала частичного разряда определяется значение характеристической величины каждой характеристической величины K. In the
На четвертом этапе 104 способа с каждым сигналом частичного разряда соотносится числовой набор, который образуется из каждого значения характеристической величины сигнала частичного разряда и фазового положения, соотнесенного с сигналом частичного разряда. Если, например, характеристические величины K представляют собой длительность импульса и высоту импульса, то записями числового набора, соотнесенными с сигналом частичного разряда, являются значение характеристической величины длительности импульса, значение характеристической величины высоты импульса и фазовое положение, соотнесенное с сигналом частичного разряда.In the
На пятом этапе 105 способа для заданного временного окна соответственно определяются кластеры C зарегистрированных в этом временном окне сигналов частичных разрядов в многомерном пространстве S с точками V, образованными числовыми наборами. Кластеры C определяются, например, с помощью вероятностной кластеризации (например, на основе алгоритма k-среднего), иерархической кластеризации, кластеризации на основе плотности (например, DBSCAN) и/или способами нейронных сетей.At the
На шестом этапе 106 способа с каждым кластером C соотносится внешний провод. Для этого каждый внешний провод соотносится с по меньшей мере одним интервалом от I1 до I6 фазовых углов, для каждого кластера C определяется центр тяжести Р кластера, и кластер C соотносится с тем внешним проводом, который соотнесен с фазовым положением центра тяжести Р кластера кластера C (то есть со значением координаты φ центра тяжести Р кластера в пространстве S).In the
Фиг. 2 показывает в качестве примера для трехфазного переменного тока с переменными токами, сдвинутыми по фазе относительно друг друга на 120°, определенные во временном окне кластеры C и их центрами тяжести P кластера, причем принадлежащие кластеру C точки V изображены одинаковыми, но отличающимися от других кластеров C символами. С первым внешним проводом соотнесены интервалы I1 и I4 фазовых углов. Со вторым внешним проводом соотнесены интервалы I2 и I5 фазовых углов. С третьим внешним проводом соотнесены интервалы I3 и I6 фазовых углов. Каждый интервал от I1 до I6 фазовых углов имеет ширину 60°. Интервалы I1 и I3 фазовых углов имеют соответственно три центра тяжести P кластера. Интервалы I2 и I4 фазовых углов имеют соответственно один центр тяжести P кластера. Интервал 15 фазовых углов не имеет центра тяжести P кластера. Интервал 16 фазовых углов I6 имеет четыре центра тяжести P кластера. Таким образом, с первым внешним проводом во временном окне соотнесены всего четыре центра тяжести P кластера, со вторым внешним проводом соотнесен один центр тяжести P кластера, и с третьим внешним проводом соотнесены семь центров тяжести P кластера. Fig. 2 shows as an example for a three-phase alternating current with alternating currents shifted in phase relative to each other by 120°, the clusters C and their centroids P of the cluster defined in the time window, the points V belonging to the cluster C being shown the same but different from the other clusters With symbols. Intervals I1 and I4 of phase angles are associated with the first external wire. Intervals I2 and I5 of phase angles are associated with the second outer wire. Intervals I3 and I6 of phase angles are correlated with the third external wire. Each interval from I1 to I6 phase angles has a width of 60°. Intervals I1 and I3 of phase angles have three centers of gravity P of the cluster, respectively. Intervals I2 and I4 of phase angles have, respectively, one center of gravity P of the cluster. The interval of 15 phase angles has no center of gravity P of the cluster. The interval of 16 phase angles I6 has four centers of gravity P of the cluster. Thus, in the time window, only four centers of gravity P of the cluster are associated with the first external wire, one center of gravity P of the cluster is associated with the second external wire, and seven centers of gravity P of the cluster are associated with the third external wire.
На седьмом этапе 107 способа из определенных кластеров C для каждого внешнего провода определяется активность частичных разрядов в каждом временном окне. Для этого определяется по меньшей мере один показатель А активности для сигналов частичных разрядов, которые регистрируются в соответствующем временном окне и соотносятся с внешним проводом. В качестве показателя А активности определяется, например, количество сигналов частичных разрядов, которые регистрируются во временном окне и соотносятся с внешним проводом. Альтернативно или дополнительно, показатель А активности образуется из значений характеристических величин сигналов частичных разрядов, которые регистрируются во временном окне и соотносятся с внешним проводом. Например, в качестве показателя А активности применяется значение характеристической величины K центра тяжести Р кластера, и/или показатель А активности образуется из максимумов, минимумов, стандартных отклонений, отношений максимумов к средним значениям и/или статистических моментов значений характеристических величин сигналов частичных разрядов, принадлежащих кластеру C.In the
На восьмом этапе 108 способа регистрируется временное распределение значений активности по меньшей мере одного показателя А активности каждого внешнего провода, например, распределение по нескольким месяцам. Кроме того, для каждого из этих временных распределений выполняется распознавание аномалии (англ. anomaly detection, также обозначаемое как обнаружение выбросов), с помощью которого определяются так называемые аномальные значения активности, и аномальные значения активности удаляются из соответствующего распределения значений активности. Для распознавания аномалии, временное распределение значений активности анализируется, например, с помощью кластеризации на основе плотности, такой как DBSCAN. Подобное распознавание аномалии известно, например, из публикации M. M. Breunig et al., LOF: identifying density-based local outliers, Proceedings of the 2000 ACM SIGMOD international conference on Management of data, S. 93-104, doi: 10.1145/342009.335388.In the
На девятом этапе 109 способа для по меньшей мере одного показателя А активности и каждого внешнего провода, из временного распределения значений активности определяется кривая регрессии R, R1 до R3 для процесса изменения показателя А активности в зависимости от времени t, например, известными способами так называемой регрессии векторной машины поддержки. Кроме того, может быть предусмотрено определять первую производную каждой кривой регрессии R, R1 до R3 по времени. На основе кривых регрессии R, R1 до R3, а также, при необходимости, их первых производных контролируется развитие во времени активности частичных разрядов каждого внешнего провода. Например, автоматически генерируется предупредительный сигнал и/или сигнал тревоги, когда кривая регрессии R, R1 до R3 превышает заданное пороговое значение или первая производная кривой регрессии R, R1 до R3 превышает заданное пороговое значение.In the
Способ, описанный на основе этапов от 101 до 109 способа, может, например, быть расширен в том отношении, что перед определением кластеров C на четвертом этапе 104 способа выполняется распознавание аномалии в многомерном пространстве S, чтобы устранить аномальные сигналы частичных разрядов.The method described on the basis of method steps 101 to 109 can, for example, be extended in that before determining the clusters C, an anomaly recognition in the multidimensional space S is performed in the
Фиг. 3 показывает в качестве примера временное распределение значений активности показателя А активности для внешнего провода и кривая регрессии R для процесса изменения показателя А активности в зависимости от времени t. Аномальные значения активности лежат на большем удалении от кривой регрессии R и изображены другим символом, отличным от других значений А активности.Fig. 3 shows, by way of example, the temporal distribution of the activity values of the activity index A for the outer wire and the regression curve R for the process of changing the activity index A as a function of time t. Anomalous activity values lie at a greater distance from the R regression curve and are depicted with a different symbol than other A activity values.
Фиг. 4 показывает в качестве примера кривые регрессии от R1 до R3 для процесса изменения во времени показателя А активности для трех внешних проводов трехфазного переменного тока. Кривая регрессии R1 первого внешнего провода проходит выше кривой регрессии R2 второго внешнего провода и ниже кривой регрессии R3 третьего внешнего провода, однако имеет во временном интервале Δt высокие нарастания. Из этого, например, следует, что на третьем внешнем проводе возникает наивысшая активность частичных разрядов, на втором внешнем проводе возникает самая незначительная активность частичных разрядов, и активность частичных разрядов на первом внешнем проводе во временном интервале Δt очень быстро увеличивается.Fig. 4 shows, by way of example, regression curves from R1 to R3 for a time-varying process of activity index A for three external three-phase AC wires. The regression curve R1 of the first outer wire passes above the regression curve R2 of the second outer wire and below the regression curve R3 of the third outer wire, but has high rises in the time interval Δt. It follows, for example, that the highest PD activity occurs on the third outer wire, the smallest PD activity occurs on the second outer wire, and the PD activity on the first outer wire in the time interval Δt increases very rapidly.
Этапы от 101 до 109 способа выполняются, например, посредством блока оценки для оценивания сигналов частичных разрядов, на котором исполняется компьютерная программа, которая содержит команды, которые, при исполнении компьютерной программы блоком оценки, побуждают его выполнять этапы от 101 до 109 способа. В частности, блок оценки может иметь по меньшей мере одну так называемую нейроморфную интегральную схему. В качестве альтернативы, способ выполняется или частично выполняется в по меньшей мере одном пограничном вычислительном устройстве (Edge Device) или в приложении облачных вычислений (Cloud). Method steps 101 to 109 are performed, for example, by an estimator for estimating partial discharge signals, on which a computer program is executed that contains instructions that, when the computer program is executed by the estimator, cause it to perform
Хотя изобретение было детально проиллюстрировано и описано с помощью предпочтительных примеров выполнения, однако изобретение не ограничено раскрытыми примерами, и специалист в данной области техники сможет вывести на этой основе другие варианты, без отклонения от объема защиты изобретения.Although the invention has been illustrated and described in detail by means of the preferred embodiments, the invention is not limited to the disclosed examples, and a person skilled in the art will be able to derive other variations on this basis without deviating from the protection scope of the invention.
Claims (25)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP19198066.3 | 2019-09-18 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2797931C1 true RU2797931C1 (en) | 2023-06-13 |
Family
ID=
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116879662A (en) * | 2023-09-06 | 2023-10-13 | 山东华尚电气有限公司 | Transformer fault detection method based on data analysis |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1439396A3 (en) * | 2003-01-15 | 2005-01-19 | Alstom Technology Ltd | Method for the analysis and monitoring of the partial discharge behavior of an electrical operating means |
| EP2204660A1 (en) * | 2008-12-30 | 2010-07-07 | Omicron electronics GmbH | Method and device for determining partial discharges from an electric component |
| DE102018102959A1 (en) * | 2018-02-09 | 2019-08-14 | Bender Gmbh & Co. Kg | Device and method for insulation monitoring with detection of a faulty outer conductor in a 3-phase ungrounded power supply system |
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1439396A3 (en) * | 2003-01-15 | 2005-01-19 | Alstom Technology Ltd | Method for the analysis and monitoring of the partial discharge behavior of an electrical operating means |
| EP2204660A1 (en) * | 2008-12-30 | 2010-07-07 | Omicron electronics GmbH | Method and device for determining partial discharges from an electric component |
| DE102018102959A1 (en) * | 2018-02-09 | 2019-08-14 | Bender Gmbh & Co. Kg | Device and method for insulation monitoring with detection of a faulty outer conductor in a 3-phase ungrounded power supply system |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116879662A (en) * | 2023-09-06 | 2023-10-13 | 山东华尚电气有限公司 | Transformer fault detection method based on data analysis |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN109641602A (en) | Abnormality detecting apparatus, method for detecting abnormality and non-transitory computer-readable medium | |
| US9529032B2 (en) | Method and device for detecting a deterioration in the state of an insulation in an operating electric machine | |
| KR101519923B1 (en) | A partial discharge detection system for a distributing board with the acoustic emission sensor | |
| CN110058157B (en) | Motor monitoring method and system based on symmetric component method and multi-dimensional index fusion | |
| CN107155353A (en) | The diagnostic device of motor | |
| CN108226772A (en) | For the diagnostic device of switching device | |
| US10191114B2 (en) | System for analysis of partial discharge defects of gas insulated switchgear | |
| JP6789872B2 (en) | Analytical methods, analyzers, and programs | |
| CN103400308B (en) | GIS equipment operational condition online test method and system | |
| JP7378914B2 (en) | Evaluation of phase-resolved partial discharge | |
| KR100954665B1 (en) | System for analyzing partial discharge risk of power equipment and method therefor | |
| CN115128345B (en) | Power grid safety early warning method and system based on harmonic monitoring | |
| JP6888346B2 (en) | Partial discharge detection device and partial discharge detection method | |
| RU2797931C1 (en) | Evaluation of partial discharge signals | |
| JP2013156247A (en) | Determination of location of electrical disturbance | |
| US11249137B2 (en) | Diagnostic method of switchgear and device thereof | |
| US20220373589A1 (en) | Evaluation of partial discharge signals | |
| JP2018072304A (en) | Rotary machine diagnostic system and rotary machine diagnostic method | |
| CN111175609A (en) | Power distribution network line fault positioning method and system | |
| Lin et al. | Equivalent gradient area based fault interpretation for transformer winding using binary morphology | |
| CN105004947A (en) | Alternating current ring network state monitoring method and system | |
| CN115524583A (en) | Partial discharge monitoring method, device and medium for GIS | |
| CN112505475B (en) | Low-cost non-contact type overhead transmission line fault interval positioning method and system | |
| CN114675143A (en) | Partial discharge measurement method and device | |
| EP2187225B1 (en) | Apparatus and method of detecting faults in medium voltage covered conductors |