【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电力系统，特别涉及一种电气设备早期故障诊断方法、系统、设备及介质。
技术介绍
1、电气设备因绝缘劣化发生故障前往往存在早期故障阶段，具有间歇性击穿的故障特征，通过检测间歇性击穿暂态信号可以对电气设备早期故障进行诊断。由于间歇性击穿暂态信号中存在多个击穿波形，时域分析难以捕捉到故障的全貌，无法直接从时域中提取故障特征；而采用频域波形进行分析时，也同样存在多个奇异点，使得传统的傅里叶频域分析方法也无法有效地提取和识别与故障相关的特征信息。因此，如何能够更好地应对间歇性击穿暂态信号的复杂性，对电气设备早期故障进行诊断，是目前亟待解决的问题。
技术实现思路
1、本专利技术实施例提供了一种电气设备早期故障诊断方法、系统、设备及介质，以解决现有技术中的上述技术问题。
2、为了对披露的实施例的一些方面有一个基本的理解，下面给出了简单的概括。该概括部分不是泛泛评述，也不是要确定关键/重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围。其唯一目的是用简单的形式呈现一些概念，以此作为后面的详细说明的序言。
3、根据本专利技术实施例的第一方面，提供了一种电气设备早期故障诊断方法。
4、在一个实施例中，所述电气设备早期故障诊断方法，包括：
5、采集电气设备的故障电流信号；
6、对所述故障电流信号进行多尺度时频分析，得到各尺度的高频频域信号和低频频域信号；
7、根据所述高频频域信号和所述低频频域信号进行频域信号重构，得到时域信号；p>
8、对得到的时域信号进行差分极值点计算，得到差分极值点；并将第一个出现的一阶差分极值点作为间歇性故障发生时刻。
9、在一个实施例中，对所述故障电流信号进行多尺度时频分析，得到各尺度的高频频域信号和低频频域信号包括：
10、获取多个尺度分量，并基于每个尺度分量对所述故障电流信号进行时频分解，得到各尺度的高频频域信号和低频频域信号；其中，每个尺度分量包括信号最高频率、尺度以及信号采集频率。
11、在一个实施例中，所述时频分解的公式为：
12、
13、式中，表示对应尺度的频域信号；ω表示分解后的频带；是信号f(t)的傅里叶分解、为第n次迭代的为第i个尺度的频域信号、为拉格朗日乘子、α为惩罚因子、为第n次迭代中尺度l的中心频率、ωi为第i次迭代的中心频率、l为尺度数、n为迭代次数。
14、在一个实施例中，根据所述高频频域信号和所述低频频域信号进行频域信号重构，得到时域信号包括：
15、将所有高频频域信号全部置为零，所有低频频域信号保持不变，逐尺度进行频域信号重构，得到时域信号。
16、在一个实施例中，对得到的时域信号进行差分极值点计算，得到差分极值点包括：
17、对重构得到的时域信号进行差分运算处理，得到差分运算结果；并基于所述差分运算结果进行极值点计算，得到差分极值点。
18、在一个实施例中，所述差分运算处理的计算公式为：
19、f'(n)＝f(n)-f(n-1),n＝1,2,3…n
20、式中，f'(n)为状态量一阶导数的离散化序列、f(n)、f(n-1)分别为状态量在离散化序列的第n个和n-1个取值；n、n分别指代状态量离散化的取值和最大值。
21、在一个实施例中，所述极值点计算公式为：
22、f”(nk)s.t.(f'(nk)-f'(nk-1))×(f'(nk)-f'(nk+1))＞0 k＝1,2,3…m
23、式中，f”(nk)为状态量二阶导数的离散化序列的第nk项；f'(nk)、f'(nk-1)分别为状态量一阶导数离散化序列的第nk、nk-1项；nk为极值点的对应的离散序列号；k，m分别为指极值点的序号和总数。
24、根据本专利技术实施例的第二方面，提供了一种电气设备早期故障诊断系统。
25、在一个实施例中，所述电气设备早期故障诊断系统，包括：
26、故障信号采集模块，用于采集电气设备的故障电流信号；
27、多尺度时频分析模块，用于对所述故障电流信号进行多尺度时频分析，得到各尺度的高频频域信号和低频频域信号；
28、频域信号重构模块，用于根据所述高频频域信号和所述低频频域信号进行频域信号重构，得到时域信号；
29、故障时间判断模块，用于对得到的时域信号进行差分极值点计算，得到差分极值点；并将第一个出现的一阶差分极值点作为间歇性故障发生时刻。
30、在一个实施例中，所述多尺度时频分析模块在对所述故障电流信号进行多尺度时频分析，得到各尺度的高频频域信号和低频频域信号时，获取多个尺度分量，并基于每个尺度分量对所述故障电流信号进行时频分解，得到各尺度的高频频域信号和低频频域信号；其中，每个尺度分量包括信号最高频率、尺度以及信号采集频率。
31、在一个实施例中，所述时频分解的公式为：
32、
33、式中，表示对应尺度的频域信号；ω表示分解后的频带；是信号f(t)的傅里叶分解、为第n次迭代的为第i个尺度的频域信号、为拉格朗日乘子、α为惩罚因子、为第n次迭代中尺度l的中心频率、ωi为第i次迭代的中心频率、l为尺度数、n为迭代次数。
34、在一个实施例中，所述频域信号重构模块在根据所述高频频域信号和所述低频频域信号进行频域信号重构，得到时域信号时，将所有高频频域信号全部置为零，所有低频频域信号保持不变，逐尺度进行频域信号重构，得到时域信号。
35、在一个实施例中，所述故障时间判断模块在对得到的时域信号进行差分极值点计算，得到差分极值点时，对重构得到的时域信号进行差分运算处理，得到差分运算结果；并基于所述差分运算结果进行极值点计算，得到差分极值点。
36、在一个实施例中，所述差分运算处理的计算公式为：
37、f'(n)＝f(n)-f(n-1),n＝1,2,3…n
38、式中，f'(n)为状态量一阶导数的离散化序列、f(n)、f(n-1)分别为状态量在离散化序列的第n个和n-1个取值；n、n分别指代状态量离散化的取值和最大值。
39、在一个实施例中，所述极值点计算公式为：
40、f”(nk)s.t.(f'(nk)-f'(nk-1))×(f'(nk)-f'(nk+1))＞0k＝1,2,3…m
41、式中，f”(nk)为状态量二阶导数的离散化序列的第nk项；f'(nk)、f'(nk-1)分别为状态量一阶导数离散化序列的第nk、nk-1项；nk为极值点的对应的离散序列号；k，m分别为指极值点的序号和总数。
42、根据本专利技术实施例的第三方面，提供了一种计算机设备。
43、在一个实施例中，所述计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述方法的步骤。
44、根据本专利技术实施例的第四方面，提供本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种电气设备早期故障诊断方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的电气设备早期故障诊断方法，其特征在于，对所述故障电流信号进行多尺度时频分析，得到各尺度的高频频域信号和低频频域信号包括：
3.根据权利要求2所述的电气设备早期故障诊断方法，其特征在于，所述时频分解的公式为：
4.根据权利要求1所述的电气设备早期故障诊断方法，其特征在于，根据所述高频频域信号和所述低频频域信号进行频域信号重构，得到时域信号包括：
5.根据权利要求1所述的电气设备早期故障诊断方法，其特征在于，对得到的时域信号进行差分极值点计算，得到差分极值点包括：
6.根据权利要求5所述的电气设备早期故障诊断方法，其特征在于，所述差分运算处理的计算公式为：
7.根据权利要求6所述的电气设备早期故障诊断方法，其特征在于，所述极值点计算公式为：
8.一种电气设备早期故障诊断系统，其特征在于，包括：
9.根据权利要求8所述的电气设备早期故障诊断系统，其特征在于，所述多尺度时频分析模块在对所述故障电流信号进行多尺度时频分
10.根据权利要求9所述的电气设备早期故障诊断系统，其特征在于，所述时频分解的公式为：
11.根据权利要求8所述的电气设备早期故障诊断系统，其特征在于，所述频域信号重构模块在根据所述高频频域信号和所述低频频域信号进行频域信号重构，得到时域信号时，将所有高频频域信号全部置为零，所有低频频域信号保持不变，逐尺度进行频域信号重构，得到时域信号。
12.根据权利要求8所述的电气设备早期故障诊断系统，其特征在于，所述故障时间判断模块在对得到的时域信号进行差分极值点计算，得到差分极值点时，对重构得到的时域信号进行差分运算处理，得到差分运算结果；并基于所述差分运算结果进行极值点计算，得到差分极值点。
13.根据权利要求12所述的电气设备早期故障诊断系统，其特征在于，所述差分运算处理的计算公式为：
14.根据权利要求13所述的电气设备早期故障诊断系统，其特征在于，所述极值点计算公式为：
15.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至7中任一项所述的方法的步骤。
16.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至7中任一项所述的方法的步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种电气设备早期故障诊断方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的电气设备早期故障诊断方法，其特征在于，对所述故障电流信号进行多尺度时频分析，得到各尺度的高频频域信号和低频频域信号包括：
3.根据权利要求2所述的电气设备早期故障诊断方法，其特征在于，所述时频分解的公式为：
4.根据权利要求1所述的电气设备早期故障诊断方法，其特征在于，根据所述高频频域信号和所述低频频域信号进行频域信号重构，得到时域信号包括：
5.根据权利要求1所述的电气设备早期故障诊断方法，其特征在于，对得到的时域信号进行差分极值点计算，得到差分极值点包括：
6.根据权利要求5所述的电气设备早期故障诊断方法，其特征在于，所述差分运算处理的计算公式为：
7.根据权利要求6所述的电气设备早期故障诊断方法，其特征在于，所述极值点计算公式为：
8.一种电气设备早期故障诊断系统，其特征在于，包括：
9.根据权利要求8所述的电气设备早期故障诊断系统，其特征在于，所述多尺度时频分析模块在对所述故障电流信号进行多尺度时频分析，得到各尺度的高频频域信号和低频频域信号时，获取多个尺度分量；基于每个尺度分量对所述故障电流信号进行时频分解，得到各尺度的高频频域信号和低频频域信号；其中，每个尺度分量包括信号最高频率、尺...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘洋，于海东，王宾，盛一博，李立生，黄敏，刘文彬，武颖，王峰，张世栋，孙勇，苏国强，刘合金，文祥宇，由新红，张鹏平，和家慧，孙纪元，
申请(专利权)人：国网山东省电力公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：
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