超宽频带局部放电传感器的研究

传统的局部放电检测方法,由于测量频带窄、抗干扰能力差、信息量少,已不能满足电力设备局部放电检测的需要。本文基于平行传输线原理设计制作了一种超宽频带传感器,其上限截止频率高达３ＧＨｚ,并运用该传感器去研究局部放电信号,表明其具有良好的使用特性,为进一步在超宽频带范围内研究局部放电奠定了基础。     

超宽频带局部放电检测中实时采样技术的研究

超宽频带局部放电检测技术是一项最新发展的技术,它具有许多明显的优点,但其检测理论尚不成熟。本文从理论分析入手,研究了局部放电信号采集中的实时采样技术,应用研制的超宽频带局部放电检测系统,详细分析了不同时基下采集系统的工作状态和采样方式,阐明了超宽频带局部放电检测中实时采样的重要性,对超宽频带局部放电检测理论的建立有实际意义。     

两种超宽频带局部放电检测技术的对比研究

研制了匹配阻抗取样器和微带耦合天线传感器 ,建立了一套能同时利用上述两种信号采集技术的测试系统。利用该系统研究了各种试样的局放波形和多种干扰信号 ,发现这两种测试方法得到的信号存在一定的对应关系。在空气中用两种采集系统研究同一试样 ,得到的放电波形基本相似 ,幅值之间存在一定比例关系 ;在绝缘油中得到的局部放电波形之间存在相位差 ;用两种采集方式采集的典型干扰信号波形十分相似。结果表明这两种超宽频带局放信号采集方法得到的信号具有一定的可比性     

超宽频带范围内局部放电和干扰信号的时频域特性研究

传统的局部放电检测是测量和分析１ＭＨｚ以下的信号,这些方法测量频带窄、信息量少、易受干扰,不能全面地反映局部放电的本质特征。新近提出的超高频和超宽频带局部放电检测技术,对局部放电检测技术的发展具有重要意义。本文简明扼要地阐述了局部放电信号的物理本质和超宽频带检测原理,运用自行研制的超宽频带局部放电检测系统,研究了典型放电信号和干扰信号的本征特征,为进一步建立超宽频带局部放电检测指纹库、提高绝缘诊断的准确性奠定了基础。     

超宽频带局部放电时域信号的指纹特征分析方法

建立了一种定量的数字分析方法 ,并运用MAT LAB软件工具实现其计算、分析和显示。运用这种分析方法可清晰、准确地给出超宽频带时域信号的特征 ,为进一步建立超宽频带局部放电特征指纹库奠定了基础     

大电机定子绕组超宽频带局部放电现场检测

利用研制的超宽频带局部放电检测系统对平顶山姚孟电厂300MW、18kV发电机运行状态下的局部放电特性进行试验研究、包括母线室、地线室和励磁端等不同部位的超宽频带局部放电特性，在这些部位可准确，灵敏地检测到特征放电信号，为超宽频带局部放电检测技术的现场应用开拓了重要途径。     

用超宽频带局部放电检测技术评定电机线棒老化状态的实验研究

在大型电机运行过程中 ,由于电、热、机械和环境应力的联合作用 ,其绝缘性能会逐渐下降。在实验室中通过多因子加速老化实验模拟了电机线棒在实际运行中的老化。对不同老化程度的线棒 ,使用超宽频带局部放电检测技术测试了试样的局部放电 ,并分析了放电信号在时域和频域随老化时间的变化情况。实验结果表明 ,随着试样线棒绝缘的不断劣化 ,放电脉冲时域波形的高频振荡不断加剧 ,脉冲宽度不断减小 ;同时 ,频域中的高频分量越来越丰富 ,谱峰逐渐增多 ,并且在高频段出现特征峰分布     

直流和交流电压下油纸绝缘超宽频带局部放电波形比较

换流变压器阀侧绕组运行时的电压环境复杂,其阀侧绕组油纸绝缘强度的要求远高于普通电力变压器,因此对直流电压作用下油纸复合绝缘局部放电进行研究,对换流变压器绝缘优化设计具有一定的实际意义。利用超宽频带(UWB)检测系统分别采集正、负极性直流电压和交流电压作用下油纸绝缘局部放电波形,通过统计分析各波形的上升时间、半波时间和波形频谱,以找寻3者之间的差异。研究表明,交流电压作用下局部放电最易发生,其次为负极性直流电压和正极性直流电压;3种外施电压形式下的放电波形存在明显差异,可以通过其波形或频谱的形貌特征区分外施电压的种类。     

油纸绝缘老化的超宽频带局部放电信号时频域特性逐步判别分析

传统局部放电检测方法测量和分析1MHz以下信号,测量频带窄、信息量少、易受干扰,不能全面反映局部放电本质特征。首先对多个试品进行电热联合老化试验,然后用超宽频带局部放电测试系统,将时域参数和频域参数相结合诊断油纸绝缘老化状态。通过逐步判别分析,先选取13个时频域特征参量中的8个重要特征参量,建立典型判别方程,描出对应的散点图。继而又推导出分别表征油纸绝缘5个老化阶段的Bayes线性判别方程。经原样本组内验证和Jackknife法交叉验证,所建方程组用于诊断油纸绝缘老化状态具有良好的效果。     

基于超宽频带法的油纸绝缘局部放电检测方法

油纸绝缘缺陷是引起油浸式变压器绝缘故障的主要原因。传统脉冲电流法进行油纸绝缘局部放电检测的频率较低、频带较窄,难以全面反映局部放电信息,影响绝缘状态估计。为此设计和使用了一种有效测量频带为30 kHz～50 MHz的超宽频带局部放电检测方法,该方法有效测量频带较宽,可以更加准确地反映局放信息,更适用于局放类型的识别。在实验室中分别搭建变压器油纸绝缘3种典型缺陷模型下的局放实验平台,采用超宽频带局部放电检测法和传统脉冲电流法分别对局放信号进行同步采集,并对其检测数据进行对比研究。为直观对比两种局放检测方法的应用效果,基于两种检测数据,设计了受限玻耳兹曼机结合灰狼优化支持向量机算法模型进行局放类型识别。结果表明：在超宽频带检测方法下,3种典型缺陷模型下的局部放电幅值、放电次数的相位分布具有各自特点,且不同于传统脉冲电流法;分别基于两种方法提取的特征参数值具有较大差异;在文中所举分类方法和选择特征量的情况下,基于超宽频带法的局放类型识别准确率达到97.22%,相比于传统脉冲电流法具有更好的分类识别效果。     

FFT与小波分析应用于抑制局部放电窄带干扰

局部放电极易被噪声污染,众多干扰中载波通讯、高频保护、无线电广播等周期干扰尤其严重,而窄带干扰严重时可能完全淹没局部放电信号,这给局部放电的检测工作带来了巨大困难。为了从强的窄带干扰背景中有效提取局部放电信号,在基于FFT与小波分析理论的基础上,根据窄带干扰与局部放电信号具有不同频谱的特性,提出了抑制局部放电信号窄带干扰的新方法。考虑FFT处理方法的频谱泄漏性,再用小波变换对FFT处理后的局部放电信号进行进一步消噪,由此能够取得很好的消噪效果。仿真结果表明,此方法对窄带干扰去噪要比FFT、小波及小波模极大值去噪效果好,且得到的局部放电信号失真小。     

基于提升小波分解的小波熵在抑制局部放电白噪声干扰中的应用

抑制白噪声干扰是局部放电在线检测中的关键技术。文中提出了一种基于小波熵的局部放电信号去除白噪声方法:先将信号进行提升小波分解;再对最高一层的低频系数和不同分解尺度上的高频系数进行阈值及量化处理;利用经过阈值处理过的最高一层的低频系数和各分解尺度的高频系数重构信号,去掉白噪声干扰。计算机仿真分析和现场数据处理表明,文中提出的提升小波熵分层软阈值去噪法可以有效地滤除局部放电信号中的白噪声,在抑制白噪声的性能和稳定性方面优于提升小波软阈值法。     

基于EEMD与KICA的局部放电窄带干扰抑制

窄带干扰严重时可能完全淹没局部放电信号,给局部放电检测工作带来巨大困难。针对局放信号经验模态分解模态混叠现象,提出采用集合经验模态分解与核独立分量分析抑制局部放电窄带干扰的方法。在局放信号叠加不同频率、不同幅值的窄带干扰情况下,该方法能较好地提取出局放信号,有效提高信噪比且信号失真小。仿真和现场测试信号的处理结果均验证了所提方法的有效性。     

GIS局部放电包络信号噪声抑制的小波方法

基于超高频包络检波的GIS局部放电检测系统采样得到的超高频局部放电包络信号中含有噪声。笔者分析了检测系统测量过程中可能混入的几种噪声,通过截取没有局部放电的采样信号进行频谱计算,理论与实测分析结果均表明,包络检波后信号中的噪声主要是白噪声。基于小波变换的滤波算法对白噪声有很好的抑制效果,文中在对小波变换原理进行简要分析的基础上,提出了改进阈值的小波滤波算法,仿真及实测信号的滤波结果证实了该改进算法的有效性。     

抑制局部放电信号窄带干扰的快速算法

为消除与抑制窄带干扰对电力设备局部放电信号在线监测的影响,提出了一种将快速傅里叶变换（FFT）与小波变换相融合的快速算法,即先对信号进行FFT,从窄带干扰背景中有效提取局部放电信号,再利用小波变换对FFT处理后的局部放电信号进一步消噪。对仿真信号和实测信号的分析结果表明,该方法对窄带干扰有较好的消噪效果,并且得到的局部放电信号失真较小。     

抑制局部放电信号中周期性窄带干扰的共振稀疏分解方法

为了从窄带干扰背景中有效提取局部放电信号,提出一种抑制周期性窄带干扰的共振稀疏分解方法。利用窄带干扰信号与局部放电信号品质因子的不同,在基于信号共振稀疏分解理论的基础上,实现窄带干扰和放电脉冲的有效分离。该方法能在有效抑制窄带干扰的同时,削弱随机干扰。仿真和实测信号的处理结果验证了该方法的可行性和有效性。     

用于GIS局部放电的树状分形超宽带天线

为检测气体绝缘开关设备(GIS)局部放电的超高频(UHF)信号,基于分形技术设计了一种超宽带小型天线。对天线的几何参数进行了优化仿真。该天线的回波损耗(S11)小于10 dB带宽为0.5~1.5 GHz(相对带宽为100%),在频带内方向性良好,能够实现全向辐射;天线具有较高增益,在0.5~1 GHz频带内方向图主瓣增益为2~4 dB;天线尺寸较小,实际尺寸为200、160、1.6 mm。搭建了模拟局部放电的实验平台,对研制的天线进行测试,结果表明,基于树状分形超宽带天线的UHF局放检测系统抗干扰能力强,可用于GIS现场局部放电检测。     

基于数字陷波器的局放信号周期窄带干扰抑制方法研究

针对电力变压器现场监测的局放信号往往包含各种干扰的问题,提出使用数字陷波器去除局放信号中的周期窄带干扰,并使用MATLAB 7.0进行了仿真研究.仿真实验表明使用这种方法能有效地去除局放信号中的周期窄带干扰.     

选取最优小波进行局放脉冲的提取和消噪

讨论了小波变换的基本思想及使用小波变换对局部放电 (PD)信号去噪的原理。基于不同检测回路的特性 ,用衰减指数波 (DEP)或衰减振荡波 (DOP)来模拟 PD信号 ,从能量的角度对 PD脉冲和小波函数进行了相关性的细致分析 ,提出针对不同参数 PD脉冲利用相关系数选择最优小波的方法。仿真结果表明 ,利用此方法选取的小波能更加有效地从强噪声中提取放电脉冲     

基于混沌控制的周期窄带干扰抑制方法研究

将混沌控制理论用于局部放电在线检测的混沌算法用谱分析获取窄带干扰的周期 ,设置适当的周期参数扰动来控制Duffing Homes混沌振子系统 ,实现对检测信号中窄带干扰的精确估计和抑制。实验表明 ,特定的混沌系统可准确快速地识别并抑制窄带周期信号 ,而对局部放电脉冲信号无任何影响