特高压交流变电站电晕噪声提取方法研究

为了降低特高压交流变电站内变压器、电抗器等设备对电晕噪声检测的影响,根据变压器、电抗器噪声与电晕噪声的差异化时频特征,提出了一种电晕噪声提取方法,利用小波分析方法对原始电晕噪声信号进行多频带分解,采用阻带梳状滤波器对重构后的电晕噪声低频部分进行滤波处理,从中消除变压器本体及电抗器噪声,根据电晕噪声的短时脉冲性以及变压器冷却装置噪声的平稳性,利用基于谱减法的语音增强技术从电晕与冷却装置的混合噪声信号中提取出纯净电晕声信号。结果表明,利用该方法能够剔除带噪电晕声信号中的变压器、电抗器本体噪声以及冷却装置噪声,并且不改变电晕信号的时域特性,从而表明了该方法的可行性及有效性,能够为特高压交流变电站电晕噪声现场检测提供技术支持。     

提高暂态电压测量精度的自适应小波去噪方法

去除测量系统输出中的噪声对准确获取暂态电压波形具有重要意义。为此,提出一种基于小波分解的去噪方法。通过计算原始带噪信号各层小波系数的能量以及能量增量,确定去噪效果最好的小波分解层数;通过计算各层小波系数的峰效比,确定最佳小波基的选择。对暂态电压信号以及正弦信号进行去噪仿真试验,结果表明所提出的方案能够正确的选出最优小波分解层数和最佳小波基。将提出去噪方案应用于实验室以及变电站现场的暂态电压信号中,结果表明该方案能够在去除噪声的同时,保留信号的高频信号。     

小波熵自适应阈值的电能质量信号去噪新方法

针对电能质量信号去噪问题,提出改进的小波熵自适应阈值去噪法。利用小波变换分解电能质量信号,计算小波分解后信号子带区间的小波熵,将小波熵和自适应阈值相结合确定高频系数阈值门限,采用改进折中指数阈值函数对电能质量信号去噪处理,最后重构降噪后的电能质量信号。通过对四种典型带噪电能质量信号(电压突降信号、暂态振荡信号、电压中断信号、谐波信号)去噪处理,并与无偏风险阈值、极大极小阈值的去噪性能比较,对比可知在输入信噪比为20dB时,对于不同的电能质量信号,改进的小波熵自适应阈值去噪法的输出信噪比是最大的。     

超声回波去噪算法在变压器套管引线检测中的应用

变压器套管引线在运行中受力的作用极易产生形变,影响变压器的安全运行,因此可通过超声检测技术实现变压器套管引线的定期检测。超声回波信号在进行采集时极易受到噪声干扰,需通过高效的去噪算法实现去噪。针对传统去噪算法阈值大小、信号分解层次难以确定和去噪效率低等缺点,提出一种全新去噪方法,将改进小波变换与EEMD分解去噪算法结合,使用改进小波去噪法进行信号预处理,然后对处理后的信号进行EEMD分解去噪二次处理,提升去噪效果与信号的信噪比。经试验验证,处理后超声回波信号信噪比显著提高,提高了超声检测的精度,达到了较为理想的效果。     

基于小波和高阶PDE的电缆局部放电去噪研究

局部放电(PD)试验是检测电力电缆绝缘性能的重要手段,由于试验现场电磁环境比较复杂,提取所得的PD信号已被噪声淹没。为得到较为真实的PD信号,提出了一种基于小波变换和高阶偏微分方程(PDE)相结合的去噪方法。利用小波变换提供较好的局部放电信号预处理和后处理平台,对低频子信号进行四阶PDE迭代去噪,同时采用效果评价指数信噪比(SNR)作为迭代终止条件。将该方法的去噪效果与传统的小波阀值去噪效果进行了比较,经过计算和仿真分析表明,文中方法能够较好的保留信号边缘与细节,比传统小波阀值去噪具有更优越的去噪性能。     

基于瞬时无功功率理论的电能质量扰动检测、定位与分类方法

提出了一种对电能质量扰动进行检测、定位、辨识与分类的有效方法.首先对含有噪声的信号进行小波去噪处理,得到信噪比较高的信号,再对去噪后的信号进行差变处理得到差变信号,通过小波去噪和信号差变法来确定扰动的位置和持续时间.将去噪后的单相电压信号通过移相-60°得到三相电压,并用三相电压代替三相电流,利用瞬时无功功率理论计算出瞬时有功,进而计算出瞬时电压幅值,根据扰动的持续时间和扰动的幅度对扰动类型进行识别.     

基于小波迹方法的局部放电信号消噪研究

在检测电力系统变压器稳定性时,通常会发现变压器放电信号存在各种各样的干扰,尤其是噪声干扰。文章提出一种基于传统小波迹方法的平稳小波迹阈值消噪方法,有效消除了信号采样中的噪音。通过重新定义小波迹字典的方法,改进了传统小波方法中的不足。对所要处理的放电信号进行循环平移,有效消除小波基的平移依赖性,提高小波变换在奇异点附近的特殊性,从而达到消除随机振荡的目的。通过与传统小波包消噪和传统小波消噪的比较,选取阈值、小波基和分解层数,得到了信号消噪的最佳值,进而构建一个适用于局部放电信号研究的平稳小波迹阈值消噪方法。结合MATLAB仿真实验信号和部分某变电站变压器局部放电实际信号验证,该方法能有效抑制局部放电噪声干扰,提取有效信号,消噪效果优于传统小波和小波包方法,可以达到识别的需求。     

蚁群优化小波阈值算法用于变电设备状态信号提取

针对变电设备状态信号的快速有效提取,降低去噪信号的畸变率,本文提出了一种用于电气设备状态信号去噪的蚁群优化小波阈值算法。该方法在计算最优阈值时,采用基于SURE无偏估计的最优阈值选择方法,结合蚁群优化算法进行全局自适应搜索最优阈值,大大提高了最优阈值自适应寻优速度。为了验证其去噪效果,本文还引进标准软阈值法及梯度迭代优化小波阈值方法对两种典型人工平稳信号、局部放电模拟信号及实测局部放电工频信号进行去噪,结果表明本文提出的方法比其他两种方法的去噪效果更优,计算速度更快,具有良好的去噪效果和应用价值。     

GIS设备局部放电图谱噪声抑制方法

针对GIS设备典型缺陷的局部放电图谱主要受白噪声干扰的问题,提出一种空域修正阈值的小波去噪方法。首先对小波变换的各种去噪算法进行了比较分析,由于小波去噪中的阈值算法存在着固有缺陷的使去噪效果并不十分理想,也不够稳定,然后本文提出将小波阈值算法与空域相关算法有机结合,同时给出一种新的阈值选择方法,对信号进行联合去噪。实验结果表明,本文提出的方法与传统方法具有明显优势,不但能在较强干扰情况下有效地将PD信号提取出来,且去噪后能量损失小,反映原始信号的特征尖峰点得到了较好的保留,波形峰值下降比较小。     

基于小波和扩展Prony算法的电压闪变检测新方法

实际信号中通常叠加有随机噪声,针对Prony算法对噪声较为敏感的不足,将小波变换和扩展Prony分析相结合应用于电压闪变检测分析。采用一种基于新阈值函数的小波去噪法对含噪闪变信号进行去噪预处理,并通过扩展Prony分析提取去噪后信号的特征信息。仿真实验结果表明,该方法有助于提高扩展Prony算法对电压闪变信号检测的精确性,并验证了其准确性和有效性。     

基于STM32的远程电力监控系统设计

针对交流电参数的测量,设计出了基于STM32的高性能电参数采集设备。系统采用电压互感器以及电流互感器对母线电压以及电流进行采集,通过运算放大器对采集到的信号进行射随以及过零比较,利用STM32中的ADC以及外部电能计量芯片对电参数进行测量,同时系统支持母线温度检测功能。实际测量表明该设备操作简单,指标符合要求。     

电缆分布电容对出口继电器动作的影响分析及应对措施

《国家电网公司十八项电网重大反事故措施》从设计角度对继电器动作功率和动作电压提出了要求,但在发生直流接地或交流窜入时,若控制电缆的分布电容超过临界值,出口继电器仍旧会误动作。从设备运维检修的角度,设计了一种电缆分布电容的在线监测系统,实现对该类风险的预警,并给出了相应的控制措施。该监控系统通过向直流系统注入低频交流信号,以交流电流为量测量,计算其分布电容并与临界值比较。为实现分布电容的平稳准确测量,基于磁饱和原理和磁通感应原理,设计了一种测量微小交直流信号的电流互感器;采用直流电子负载中的恒阻模式,设计了一种电压均衡模块来平衡直流母线电压。     

电压闪变调幅波提取方法的改进

电压闪变是电能质量的重要指标之一,而闪变测量首先需要提取闪变调幅波.提出使用改进的Teager-Kaiser能量算子方法提取闪变调幅波,该方法只需对检测信号的3个采样点进行简单的基本运算,使得提取闪变调幅波的过程快速、简洁.同时,为减少白噪声对算法检测精确度的影响,提出了改进的小波阈值去噪方法,对采集的电信号进行去噪,并通过仿真试验证明所提方法能够准确有效地检测电压闪变的调幅波.该方法克服噪声对电能质量检测的影响,并具有较高精度,易于实现.     

Wavelet based transformer protection using high frequency power directional signals

This paper proposes a novel wavelet transform based relaying scheme for power transformer protection. The relay logic consists of two parts: disturbance detection based on first level high frequency details of the voltage signals only and fault discrimination using a power based directional signal derived from the first level high frequency details of both voltage and current signals. The logic is deterministic, computationally efficient, fast, secure and highly reliable. The operating time is 6 ms, about 1/3rd of power frequency cycle (20 ms). The scheme uses only the sign of the directional signals, rather than the difference in their magnitudes, hence it can work reliably in the presence of transformer tap variation, fault resistance and CT saturation. The validity of the proposed logic was exhaustively tested by simulating various types of internal and external faults, energization conditions and load variations on a 132 kV system modeled in ATP/EMTP with a 31.5 MVA, 132/33 kV, Y–Δ transformer. The proposed logic was able to correctly discriminate between internal faults, external faults and non-fault disturbances for all the 880 test cases.     

直流电能表计量信号自适应降噪方法

直流配电网包含DC/DC变换器等电力电子器件,非线性特性显著,导致直流输出端电压、电流信号存在大量纹波,需通过滤波降噪处理提升直流电能计量的准确性。针对现有的滤波降噪方法参数设置缺乏优化、滤波降噪效果尚待提升问题,本文提出基于自适应变分模态分解与小波阈值去噪相结合的直流电能计量数据降噪方法。建立输出端直流电压、电流信号变分模态分解的参数最优化模型,并联合互信息分析,实现原始信号的有效模态分量与噪声模态分量的自适应区分。在此基础上,建立以信噪比、均方根误差、平滑度、相关系数复合评价指标最优的小波阈值去噪参数最优化模型,实现噪声模态分量的最优滤波降噪。通过实测数据计算分析,验证所提方法的有效性。     

提高高压变频器功率因数的方法研究

单元串联式的6kV高压变频器由移相变压器、功率单元和控制器三部分组成。采用矢量法计算移相变压器的各电压参数,力图使电压与电流同相位来提高功率因数,而后对功率单元的拓扑结构进行改进。考虑到双PWM电路自身存在的经济性、可靠性等方面的不足,提出一种基于BUCK-BOOST的三相PFC整流+PWM逆变电路,通过Matlab仿真得出两种电路整流部分的电压波形与交流侧的功率因数,对比发现该三相PFC整流电路所需的器件少,控制电路简单,且消除了交流侧电流的冲击波,将不控整流的功率因数大大提高,且具有良好的可靠性与经济性。     

基于有源电子互感器的输电线路等传变差动保护

罗氏线圈电子式电流互感器的积分环节会放大传变误差,可能造成电流传变严重失真,导致保护误动。针对此问题,提出了线路保护直接采用罗氏线圈微分电流信号输出的改进思路。并以差动保护为例,提出了一种基于有源电子互感器的输电线路等传变差动保护方法。该方法直接采用罗氏线圈输出的电流微分信号进行计算,将用于电容电流补偿计算的电压信号经虚拟罗氏线圈数字传变处理,保证电压电流信号经过相同的传变环节。仿真和试验结果表明,新方法在区内故障时可快速动作,且消除了积分环节引入的传变误差对差动保护的影响,降低了电压电流传变差异对保护精度的影响,性能优于现有差动保护方法。     

应用复小波变换对电力变压器局部放电超高频信号去噪研究

以电力变压器超高频局部放电在线检测系统为例,提出了一种基于复小波变换技术的分离局部放电超高频信号和噪声的方法;研究了三步骤去噪算法,对其最优复小波的选择、复小波分解阶数的确定及其阈值算法的选取作了重点研究。针对不同的噪声给出了不同的阈值算法——惩罚阈值法和SURE法的阈值选取能方便地捕捉噪声范围内存在信号分解的微小的细节信息,而普通阈值法和渐进SURE法的阈值选取能有效地去除噪声;最后,给出了在线去除局部放电超高频信号噪声的步骤和方法。结果表明:利用复小波变换技术,抑制电力变压器超高频在线监测的局部放电信号中的噪声是一种极为有效的优化方法。     

基于IGBT的配电变压器有载调压开关参数设计及分析

对比了机械式、混合式和全电力电子式配电变压器有载调压开关(OLTC)的结构特点,提出了一种基于绝缘栅双极型晶体管(IGBT)的配电变压器OLTC电路结构和控制方案,给出了该OLTC主电路IGBT器件、过渡电路和吸收电路的参数设计方法,推导了所设计OLTC的有功损耗计算式。所提方案克服了机械式OLTC动作慢、切换产生电弧等缺点,可辅助配电变压器实现快速、无弧的有载调压。搭建了仿真模型和实验平台,对OLTC的调压性能进行了测试,分析了开关参数对其有功损耗及IGBT承受电流电压的影响,将仿真、实验和理论计算结果对比,验证了所提有载调压方案的有效性。