超声波法进行变压器局部放电模式识别的研究

在线识别局部放电模式可以有效地判断局部放电对变压器绝缘的危害程度。文中根据局部放电超声波信号存在的非线性和非平稳特性，提出利用分形理论对局部放电超声波信号的时域脉冲形进行分析，对分形理论及其参数计算方法进行了简单的介绍，在自制的几种典型变压器局部放电模型上进行实验，计算了所得到的局部放电超声波信号的分型参数（分维数和空缺率），得到不同放电形式的分形特征，利用人工神经网络对所得到的分形特征进行模式识别，结果表明利用超声波信号可以有效地判断变压器局部放电模式，为变压器局部放电信号的特征提取和模式识别提供了一种新的研究方法。     

局部放电灰度图象分维数的研究

局部放电模式识别被普遍认为是一种预测高电压设备绝缘状况的有效手段，本文提出一种适用于局部放电模式识别的局部放电分形特征提取方法。该方法在估计分维数的改进差盒计维数（MDBC）算法的基础上，提取局部放电灰度图象分维数和二阶广义分维数以及局部放电高值灰度图象分数，共同构成局放电模式识别特征，针对高电压设备内部局部放电和外部放电干扰，设计了五种放电模型，通过放电模型实验获得的大量放电样本数据，构造出相应的局部放电特征提取图象，计算出分形特征参数，输入人工神经网络进行识别的结果表明，采用该方法具有良好的识别效果。     

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。     

局部放电识别中分维数分布的研究

本文将分形理论应用于局部放电模式识别 ,从统计图谱中提取分形特征。在局部放电模式试验基础上 ,采用计盒数的分形维数算法 ,从大量的局部放电样本中提取分形网格维数特征参数 ,提高了局部放电模式的准确性。     

交联聚乙烯电缆局部放电灰度图像的模式识别

局部放电模式识别是判断电气设备绝缘状况的重要方法之一。分形理论在局部放电特征的提取上是一种行之有效的方法,通过构造交联聚乙烯(XLPE)电缆局部放电信号的灰度图像,采用逐段搜索确定无标度区域,并采用盒维数与信息维数为特征量作为人工神经网络的输入,对局部放电缺陷进行模式识别。研究表明分形特征在局部放电模式识别上具有良好的效果。     

基于分形特征的最小二乘支持向量机局部放电模式识别

为了提高局部放电模式识别的正确率,提出了一种基于最小二乘支持向量机（LS-SVM）的局部放电模式识别的方法。应用分形理论,同时结合小波包分析技术,计算各个频段信号的分形维数,把各频段局放信号的分形维数的倒数输入到多分类最小二乘支持向量机中进行训练,实现对放电样本的分类。结果表明,分形特征浓缩了局部放电信号的信息,有效地解决了模型参数选择耗时巨大的问题。该方法在有限样本情况下能够达到较高的识别率,具有良好的应用价值。     

基于分形特征的最小二乘支持向量机局部放电模式识别

为了提高局部放电模式识别的正确率,提出了一种基于最小二乘支持向量机(LS-SVM)的局部放电模式识别的方法.应用分形理论,同时结合小波包分析技术,计算各个频段信号的分形维数,把各频段局放信号的分形维数的例数输入到多分类最小二乘支持向量机中进行训练,实现对放电样本的分类.结果表明,分形特征浓缩了局部放电信号的信息,有效地解决了模型参数选择耗时巨大的问题.该方法在有限样本情况下能够达到较高的识别率,具有良好的应用价值.     

采用分形和支持向量机的气体绝缘组合电器局部放电类型识别

局部放电可以反映气体绝缘组合电器(gas insulated switchgear,GIS)内部的绝缘缺陷,正确识别GIS的放电类型具有重要意义。放电信号特征量的提取和模式识别器的设计对最终判别结果影响较大,因此有必要将分形理论和支持向量机应用到局部放电类型识别中以提高识别效果。在简单介绍了分形理论和支持向量机后,采集了4种绝缘缺陷的放电数据,应用分形理论从φ-q-n灰度图中提取放电特征,并构造6个二分类支持向量机识别器,采取投票法识别放电类型。实验结果表明,该方法与反向传播网络方法相比具有识别率高、稳定性好的优点,能有效识别GIS放电类型。     

基于时频分析与分形理论的GIS局部放电模式识别特征提取方法

识别局部放电(PD)的缺陷类型是评估电气设备绝缘状况的一项重要指标,通过特高频传感器(UHF)可获取局部放电信号。然而,传统的基于统计参数的信号特征提取方法存在高维数和无效信息过多的缺点,该文提出了一种基于时频分析和分形理论的气体绝缘组合电气(GIS)局部放电模式识别特征提取方法。首先利用小波变换对局部放电信号获取能量的时频分布图;然后运用差分盒计数法(DBC)对能量分布图进行分形维数的特征提取,并采用线性判别分析(LDA)对特征向量进行降维处理;最后利用支持向量机(SVM)对局部放电缺陷类型进行分类。为验证所提出算法的有效性,在实验室252 kV GIS局部放电仿真实验平台的模型气室内设置了尖端放电、自由微粒放电、沿面放电和悬浮电极放电4种典型缺陷类型,由特高频传感器采集各类缺陷的局部放电信号,后由该文算法进行分类。实验结果表明,采用该文所提特征提取方法对4种典型缺陷类型的识别准确率超过96%,显著优于传统的基于统计参数的信号特征提取方法。     

基于小波和分形分析的GIS局部放电信号特征提取

结合小波包分频和分形技术原理,提出一种气体绝缘金属开关装置(GIS)局部放电信号特征的提取方法.文中指出了小波变换和分形理论相结合用于特征提取的有效性;求出不同故障类型局部放电信号的分维数,利用其大小进行特征提取;对于不能以此参数区分的放电信号,利用小波包对其进行频带分解,通过设定阈值找出不同故障类型与特征频带的分维数的相关性,从而实现故障特征提取.针对GIS局部放电的5种典型放电模型,通过试验获得大量放电样本数据,利用上述特征提取方法对其进行区分,获得了较好效果,结果表明利用小波包分形维数能够较好地进行局部放电信号特征提取.     

基于粗糙集降维理论的GIS超高频局放包络模式识别方法

判断局部放电类型与局放包络信号之间的关系是实现评估气体绝缘金属封闭开关设备(GIS)的绝缘状态以及制定合理的维修策略的重要前提。笔者利用粗糙集降维理论,先对表征UHF PD包络信号的37个特征向量所组成的特征矩阵进行了离散化与差别矩阵约简,然后利用简约后的特征向量结合BP神经网络分类器,对4种不同类型的UHF PD包络信号进行了模式识别,结果表明此方法具有较高的识别率。     

基于矩特征与概率神经网络的局部放电模式识别

局部放电信号检测时易受随机噪声干扰,会影响到局部放电模式识别的识别率和识别速度。为了提高局部放电模式识别的识别率和识别速度,提出了一种基于矩特征与概率神经网络的局部放电模式识别器。该识别器首先从放电类型的三维谱图中提取矩特征,然后,将矩特征作为概率神经网络的输入对局部放电模式进行识别。采集了尖板放电和球板放电两种放电类型,将所提识别器与反传神经网络、贝叶斯分类器、极限学习机进行了对比。实验结果表明,所提基于矩特征和概率神经网络的局部放电模式识别器的分类效果令人满意。     

基于D-S证据组合规则的双模型融合局部放电模式识别方法

针对传统的局部放电模式识别存在的特征提取单一、识别准确率低等缺点,提出了一种基于D-S证据组合规则的双模型融合局部放电模式识别方法.根据基于相位信息的局部放电(PRPD)谱图的统计数据特征和图像特征的特点,分别建立了反向传播(BP)识别模型和卷积神经网络(CNN)识别模型.根据2个识别模型的识别结果,提出了基于信息熵改进的D-S证据组合规则以解决常见的悖论问题,基于此建立了判定模型,更好地融合了2个识别模型的输出结果,实现了2种特征识别的优势互补.根据实际数据测试,与单一模型对比,所提方法可以稳定、准确地识别局部放电模式.     

基于GLCM和LBP的局部放电灰度图像特征提取

针对变压器局部放电模式识别中传统统计谱图特征提取维数高、识别率差等问题,提出基于灰度共生矩阵和局部二值模式的局部放电灰度图像纹理特征提取方法。该方法从宏观角度将灰度图像转化为灰度共生矩阵并获取其8维特征,从微观角度计算邻域像素相对灰度响应并获取其10维特征量。搭建四种局部放电实验模型,通过脉冲电流法采集局部放电信号;结合两类特征,以支持向量机作为分类器来识别放电类型并用传统特征提取方法作为对比。结果表明利用该方法提取灰度图像特征在避免特征灾难的同时仍有较高识别率,能有效识别四种放电模型,验证了该方法的有效性。     

基于宽带检测的局放脉冲波形快速特征提取技术

根据电工设备绝缘存在多局放的工况,提出研制基于单个脉冲的局放宽带检测与模式识别在线监测系统.并指出研制该系统需要解决脉冲群快速分类这一关键技术,其由脉冲波形的快速特征提取以及基于波形特征的快速聚类分析组成.本文针对100Ms/S采样率获取的宽带脉冲波形、-时间序列,提出分别使用幅值参数法、等效时频法和时频熵法对局放脉冲波形的特征参数进行提取.在对人工设置的多局放源产生的脉冲群数据进行波形特征提取后,使用模糊聚类对脉冲群波形特征提取结果进行了对比分析.结果表明:三种波形特征提取方法均能在一定程度上很好地分离干扰源而提取出局放数据.GIS母线尖刺缺陷的试验数据处理同样证实了该技术的有效性和可行性.这为研制基于单个脉冲的宽带局放检测与模式识别在线监测系统提供了实用的脉冲波形快速特征提取技术.     

基于改进变分模态分解和Hilbert变换的变压器局部放电信号特征提取及分类

针对现有局部放电(PD)信号特征提取方法存在的不足,提出一种基于变分模态分解(VMD)和Hilbert变换(Hilbert-VMD)的特征提取方法,并提出一种双阈值筛选法来确定VMD算法中的分解模态数。首先,根据PD信号功率谱,采用双阈值筛选法确定VMD算法中的分解模态数;其次,采用VMD算法对PD信号进行分解,得到数个有限带宽的固有模态分量(BLIMFs);然后,对各模态分量进行Hilbert变换并线性叠加后得到PD信号的Hilbert时频谱,并计算各模态分量的边际谱;最后,根据各模态分量的边际谱提取PD信号频域内的特征量,并用支持向量机(SVM)对所提取的特征量进行分类。实验结果表明,对试验环境下和现场实测两种环境下的PD信号,采用该文方法提取得到的特征量均具有较高的正确识别率,充分说明该特征提取方法可以有效提取PD信号特征。对于噪声较大的实测信号,采用该方法得到的正确识别率并未明显降低,说明该方法具有较好的噪声鲁棒性。此外,该文所提Hilbert-VMD方法也为PD信号提供了一种新的时频分析方法。     

灰度纹理与油气特征融合的油纸绝缘老化状态评估

针对单一局部放电特征辨析老化信息量存在精度不足的问题,提出一种基于局部放电灰度纹理特征与油气特征的D-S证据融合识别方法,对油纸绝缘老化状态进行分析。首先,通过试验构造人工油纸绝缘内部气隙模型,模拟变压器内部实际运行环境,采集油纸绝缘7个老化层级的局部放电信号及油中气体含量,提取各老化层级的灰度纹理特征、统计特征及油气特征,利用支持向量机进行识别。将灰度纹理特征和油气特征的识别结果输入到D-S证据融合框架中进一步识别分析,识别结果与单一特征及其他两两特征融合结果比较。试验结果表明：基于灰度纹理特征与油气特征的D-S证据融合方法对油纸绝缘老化状态的识别效果更佳。     

灰度纹理与油气特征融合的油纸绝缘老化状态评估

针对单一局部放电特征辨析老化信息量存在精度不足的问题,提出一种基于局部放电灰度纹理特征与油气特征的D-S证据融合识别方法,对油纸绝缘老化状态进行分析。首先,通过试验构造人工油纸绝缘内部气隙模型,模拟变压器内部实际运行环境,采集油纸绝缘7个老化层级的局部放电信号及油中气体含量,提取各老化层级的灰度纹理特征、统计特征及油气特征,利用支持向量机进行识别。将灰度纹理特征和油气特征的识别结果输入到D-S证据融合框架中进一步识别分析,识别结果与单一特征及其他两两特征融合结果比较。试验结果表明：基于灰度纹理特征与油气特征的D-S证据融合方法对油纸绝缘老化状态的识别效果更佳。     

几种特征选择方法在局部放电模式识别中的应用

局部放电模式识别的输入特征量选择是非常关键的步骤。针对油纸绝缘中5种典型局部放电类型,从其相间局部放电（PRPD）谱图中提取出31个统计算子。分别运用K-W检验、类内类间距离比、顺序前进法以及遗传算法等4种方法对这些算子进行了选择优化。分别用这些选取的特征量组合作为输入向量,通过BP神经网络这个统一的模式识别技术来比较研究这4种特征选择方法,结果表明,顺序前进法和遗传算法由于考虑了特征量之间的相关性,所选择的特征量优于另外2种方法。     

局部放电灰度图象数学形态谱的研究

局部放电模式识别是判断电气设备绝缘状况和区分外部脉冲干扰的有效手段之一。数学形态学颗粒分析是一种十分有效的图像处理工具，主要用来处理灰度图像的粒度和形状特征，或者说通过数学形态谱以分析图像的纹理特征。提出了一种适用于局部放电模式识别的局部放电数学形态谱提取方法。该方法基于形态学颗粒分析理论，采用多尺度形态学“开”运算提取局部放电灰度图象的数学形态谱，并以此作为局部放电模式的特征向量。通过双隐层人工神经网络分类器实现放电模式识别。针对电力变压器内部放电和空气中放电设计了6种典型的放电模型，计算其形态谱，输入双隐层人工神经网络实现放电模式识别，识别结果表明了该方法的有效性。