高压绝缘子泄漏电流的分形特征

在电网电压等级的提高和各类污染的加剧,绝缘子污闪事故日益严重的情况下,通过有关特征量提取来实现绝缘子表面状态的监测是预防污闪、提高电网可靠性的关键。为此,以分形理论为基础研究了高压污秽绝缘子泄漏电流的盒维数、功率谱维数和小波分维数。应用不同算法提取了高压绝缘子闪络过程中泄漏电流的分形特征。研究结果表明,小波分维数比之盒维数和功率谱维数能够更好的表征泄漏电流信号中的电弧放电信息,并为绝缘子的污闪判别提供了有效的特征量。     

染污绝缘子放电中泄漏电流的频谱变化

为更有效地预防污闪的发生,在实验室反复试验研究绝缘子交流污秽放电过程中泄漏电流的变化特性,提取了以泄漏电流为污闪预警主要特征量即利用功率谱变换对泄漏电流进行频域分析,提取出泄漏电流频域中功率谱最大谱峰值曲线增长速率作为污闪预测的有效参量从而防止污闪的发生的新思路。得出的试验结果说明此参量可以为污闪预警提供更明确的理论指导,有利于污闪预警系统更清晰地建立。     

高压绝缘子泄漏电流的线调频小波分形特征

随着电网电压等级的提高和各类污染的加剧,绝缘子污闪事故日益严重,通过有关特征量提取来实现绝缘子表面状态的监测是预防污闪、提高电网可靠性的关键。为判别高压绝缘子污闪和预测其风险,以线调频小波和分形理论为基础,研究了高压污秽绝缘子泄漏电流的线调频小波分维数,并与小波分维数进行比较。结果表明,从泄漏电流信号中提取线调频小波分维数作为信号特征能清楚地刻画染污绝缘子污秽闪络过程中泄漏电流的变化规律,线调频小波分维数的变化与泄漏电流的变换比对应小波分维数更为明显突出,同时在各阶段特征更加稳定。线调频小波分维数可作为模式识别的有效特征量对绝缘子污闪发展状态进行判别。     

染污绝缘子放电发展区段与污闪预警的实验研究

污闪是污秽放电的极端结果,针对绝缘子泄漏电流与污秽放电之间的紧密联系,通过实验室反复试验,研究泄漏电流的特性,目的是提取污闪预警的特征量以防止污闪的发生。该文从泄漏电流有效值、泄漏电流波形以及泄漏电流功率谱图3个角度入手,提出污秽放电发展过程可以划分为3区段,即安全区、预报区和危险区。同时指明了泄漏电流时域和功率谱域的区段分界线,为进一步研究污秽放电预警提供了有效帮助。研究表明泄漏电流有效值变化,泄漏电流波形发展变化以及功率谱最大谱峰值曲线增长速率k的大小,可以为污闪预警提供更明确的理论指导。试验证明此划分有利于污闪预警系统更清晰地建立,有利于工程人员的实际操作。     

输电线路绝缘子泄漏电流特征量提取综述

基于绝缘子泄漏电流可以有效预测绝缘子的污秽度,污闪、冰闪发生的可能性以及绝缘材料的老化状况,绝缘子泄漏电流特征量的提取和选择对其外绝缘状况以及材料老化状况预测的准确性具有重要影响。针对绝缘子泄漏电流特征量提取及应用方面的研究开展得已经非常广泛,非常有必要进行系统地综述。笔者对泄漏电流应用于绝缘子污秽度、污闪及冰闪电压预测、绝缘材料老化状况监测几个方面进行了系统地综述,将泄漏电流特征量分为幅值类特征量、波形及谐波类特征量和其它常见特征量3大类,系统介绍了各个特征量的研究进展,最后对绝缘子泄漏电流特征量提取方面进行了初步的展望。文章对进一步开展绝缘子泄漏电流研究具有较好的参考价值。     

复合绝缘子泄漏电流波形分形特征研究

绝缘子泄漏电流能够综合体现绝缘子电压水平、污秽状态,贯穿于绝缘子的整个闪络发展过程,提取绝缘子泄漏电流特征量对预测绝缘子闪络事故的发生尤为重要。在人工污秽试验的基础上,利用分形理论提取了复合绝缘子泄漏电流分形维数特征量,分析了闪络发展过程中泄漏电流不同区段波形和分形维数的变化特征,对比了3种不同污秽度水平下泄漏电流波形的分形特征。结果表明,在污闪发展过程中,泄漏电流波形的分形维数呈整体下降的趋势;污秽程度不同,泄漏电流波形分形特征存在微小的差异。实验分析证明,泄漏电流波形分形维数能够直接反映其波形特征,能够为绝缘子污闪提供有效预警。     

输电线路绝缘子泄漏电流在线监测系统应用分析

分析输电线路绝缘子发生污闪时泄漏电流的变化特点,详细介绍了由传感系统、检测系统和监控主机等组成的绝缘子泄漏电流在线监测系统及其硬件组成。该系统可以根据绝缘子表面泄漏电流预测污闪电压。在鄂尔多斯地区电网安装该装置后进行了实测数据分析,验证了该装置能够有效监测线路的绝缘子表面泄漏电流,可应用于防污闪工作。     

用于绝缘子污秽度预测的泄漏电流分形特征

污秽放电的极端结果是污闪,为提取反映绝缘子污秽放电发展的有效特征量,在实验室反复试验的基础上,利用分形理论提取绝缘子污秽放电过程中泄漏电流波形的分形维数和多重分形特征量,分析了4种不同污秽度下泄漏电流分形维数和多重分形谱的变化特性.结果表明污秽放电过程中分形维数的变化特征明显,分形维数的大小随污秽的加重呈整体下降的趋势...     

绝缘子污秽放电泄漏电流的多重分形特征研究

泄漏电流信号中含有丰富的体现绝缘子污秽放电发展的特征量。论文在反复实验研究的基础上,利用分形理论提取了绝缘子污秽放电发展过程中泄漏电流的多重分形特征,分析了4种污秽度及不同污秽放电发展区段中多重分形特征量的变化规律:得出不同污秽度下广义分形维数减小速度不同,多重分形谱的谱宽随污秽度的增大而增大;不同污秽放电区段多重分形谱的形状和谱宽差异明显;结果表明:泄漏电流波形的广义分形维数和多重分形谱宽能有效预测污秽放电的发展趋势,为污闪预警提供了一种新方法。     

污秽绝缘子泄漏电流频率和相位特征的试验研究

污闪是电力系统安全运行的严重威胁,提取污秽绝缘子泄漏电流特征量是有效实现污闪预警的前提之一,目前污闪预警并不十分理想的原因之一是表征污闪与泄漏电流关系的特征量尚未达成共识。以人工污秽试验为基础,结合交流下污秽绝缘子表面电弧放电机制,分析了盐密和湿度(relative humidity,RH)对绝缘子表面泄漏电流相位(θ)的影响,泄漏电流的总谐波畸变率(total harmonic distortion,THD)、高次谐波和低次谐波与泄漏电流波形畸变之间的内在联系。结果表明:θ随RH的增加而减小;泄漏电流波形畸变的主要原因是电弧放电产生的3次谐波,轻污时THD随RH的增加而缓慢增加,污秽较重时THD随RH的增加呈先减小后增加的趋势,存在极小值,在THD极小值处,污秽绝缘子开始产生局部放电现象。根据理论分析和试验验证,提出可利用θ和THD的变化趋势在空气湿度较低时进行污闪预警。     

覆冰绝缘子泄漏电流信号双谱分析

覆冰引起的绝缘子闪络事故对电力系统的安全稳定运行造成了严重威胁。本文依托国网公司特高压交流试验基地环境气候实验室进行了绝缘子冰闪实验,用双谱分析的方法,对覆冰支柱绝缘子的泄漏电流信号进行了研究,提取了泄漏电流不同阶段的参数化双谱图。研究表明支柱绝缘子的最大谱峰值呈现明显递增的趋势,二次相位耦合的范围变小,分布变得更加集中。双谱分析理论可以为冰闪区段预警提供新的理论指导,有利于更清晰地建立冰闪预警系统。     

Joint signal detection algorithm of cognitive radio in UWB

With the progress of research on cognitive radio in ultra-wideband (UWB) open frequency-band, a joint detection algorithm integrating the energy and bi-spectrum detection is proposed in detail for non-Gaussian signal detection from Gaussian noise. The performance of the algorithm was evaluated by simulation, the result of which indicates that the joint detection not only solves the problem of the signal detection in low signal-to-noise ratio (SNR) but also improves the operational speed and the detection probability. Thus, the joint detection algorithm has definite prospect in practice.     

基于高阶谱与支持向量机的电力电子电路故障诊断技术

针对现有电力电子电路故障诊断方法存在的不足，研究了采用高阶谱分析和支持向量机(support vector machine，简称SVM)的电力电子电路故障诊断和定位方法。首先利用高阶谱中的双谱技术分析、处理和提取电路状态的故障信息特征；然后设计和采用多类层次支持向量机分类器作为故障模式的训练和识别器，其中，分类器的结构利用模糊C-均值算法(fuzzy C-means，简称FCM)进行了优化；最后采用一个实际的Buck功率电路进行了建模、仿真和验证。结果表明，采用该方法对电力电子电路故障的诊断和定位率可达99%以上，达到了较为理想的诊断精度。     

小波与分形理论的互补性及其在局部放电模式识别中的应用研究

研究应用于电气设备局部放电模式识别及故障诊断的放电特征量提取方法,是电气设备状态维护技术研究中的难题之一。该文从尺度变换的角度,研究了小波与分形理论的互补性;并从局部放电信号小波分解后的能量谱图提取放电特征,用于局部放电模式识别。研究结果表明：选用适当的小波函数和尺度函数,将局部放电信号的逼近信号能量谱和精细的结构能量谱的分形维数作为局部放电模式特征,能够有效地应用于局部放电模式识别中。该项研究结果具有较高的理论和应用价值。     

小电流接地故障暂态过程的LC谐振机理

对于小电流接地故障,传统基于健全相充电与故障相放电的暂态机理,尚未得到严格理论或实践验证,且仅能反映部分暂态过程。提出一种基于电感—电容(LC)谐振的小电流接地故障暂态机理,即在建立基于线路分布参数小电流接地故障全网模型的基础上,分析各模网络及同模网络内不同检测点阻抗的依频变化(交替呈现容性与感性)特性,给出其间发生LC串联/并联谐振的条件与能量交换规律。研究发现,小电流接地故障暂态过程由同模网络内单条出线、不同线路间的若干组LC并联/串联谐振以及线模和零模网络间LC串联谐振组成,其中频率最小且能量最大的模网络间串联谐振为主谐振,其产生的暂态电压电流含有明确的故障位置信息且易于利用。     

基于DSP的变压器振动信号的小波能量谱熵提取

变压器器身的振动信号含有丰富的故障信息,利用振动法进行变压器运行状况的在线监测已经成为变压器故障诊断的研究重点之一。结合小波变换与信息熵的理论,采用变压器振动信号的小波能量谱熵作为故障诊断的特征信号,同时利用DSP芯片TMS320F2812作为核心芯片,设计并完成对变压器振动信号的采集和小波能量谱熵的提取。结果表明,变压器正常运行与故障运行时的小波包能量谱熵存在差异。因此,该方法能够有效提取变压器振动信号的特征值,为后续故障诊断提供有力的依据。     

基于DFT和群组谐波能量回收理论的谐波与间谐波检测算法

采用离散傅里叶变换(DFT)检测含有频率相近的谐波与间谐波的电网信号时,信号的非同步采样会引起频谱泄露和混叠现象,严重影响了检测精度。针对以上问题,提出一种基于DFT和群组谐波能量回收理论的谐波与间谐波检测算法。首先根据DFT对谐波/间谐波的频谱分析结果判别谐波/间谐波分量数。然后基于群组能量回收理论通过频率偏移量自动调整取样窗口的长度,依次对主要谐波/间谐波周围的溃散能量进行迭代收集。最后通过主要谐波/间谐波周围溃散总能量值将其幅值与频率恢复为原貌,即可得到各分量幅值和频率的精确值。Matlab仿真算例表明,该算法能有效减小因频谱泄露而引起的测量误差,准确测量出邻近谐波与间谐波分量的幅值和频率。     

Evaluating the spectrum of periodic pulling in subharmonic resonant LC circuits

We analyze the features of the oscillations arising in forced inductor–capacitor (LC) oscillators when they operate in the periodic pulling mode, under the action of a weak injection signal. In radio frequency integrated circuits, both voltage‐controlled oscillators subject to undesired couplings and injection‐locked frequency dividers behave like forced LC oscillators. These are modeled as second‐order driven oscillators working in the subharmonic (secondary) resonance regime. The analysis is based on the generalized Adler's equation, which we introduce to describe the phase dynamics of dividers of any division ratio and to derive closed‐form expressions for the spectrum components of the system's oscillatory response. We show that the spectrum is double‐sided and asymmetric, unlike the single‐sided spectrum of systems with primary resonance. Numerical and experimental results are given to validate the presented results, which significantly generalize those available in the literature. Copyright © 2014 John Wiley & Sons, Ltd.     

基于小波与参数区间估计法的电机故障诊断

为利用电机噪声信号对电机进行出厂故障诊断,采用小波分析技术对小功率异步电动机噪声信号进行多分辨率分析。从能量分布出发,结合概率论参数区间估计法获得不同故障各频段能量区间,对电机进行故障诊断。实验证明,不同故障的各频段能量区间不同,根据能量分布区间可以有效地诊断电机故障类型。     

用分形理论压缩和恢复高压绝缘子泄漏电流

泄漏电流信号中包含了污秽绝缘子闪络发展过程的丰富信息,但是庞大的数据量使得传送和处理系统速度降低。为了尽量提供完整的原始泄漏电流数据,从泄漏电流的非线性特性和后期的剧烈震荡性出发,应用分形理论的迭代函数法对原始泄漏电流数据进行了压缩;根据迭代函数参数,应用分形插值和拼贴定理对压缩后的泄漏电流数据进行恢复。实验结果表明,分形理论在具有分形特性的泄漏电流数据压缩和恢复中具有优势。应用分形方法压缩数据具有很高的压缩比和很小的重构误差,使得泄漏电流在传输过程中数据量大大减小,提高了整个系统的速度和效率。