高压变压器局部放电脉冲提取的新方法

尝试了小波变换在高压变压器放电脉冲提取中的应用，针对载波干扰等去除问题，提出了二次小波变换与外推修正的提取方法及衡量提取方法有效性的概念，数值模拟实验给出了很好的结果。     

直流下油纸绝缘中局部放电脉冲典型波形及其参数提取

笔者介绍了直流下局部放电脉冲波形测量系统的组建以及测量电阻的校验。利用该试验系统对模拟换流变压器油纸绝缘的5种典型缺陷模型进行了局放脉冲波形测量。试验结果表明:直流下油纸绝缘中缺陷放电稳定,脉冲波形无振荡分量和过冲,且不随电压变化而发生畸变。在对典型脉冲波形进行预处理的前提下,使用形状参数法、自相关函数法、AR模型参数法以及Renvi信息量进行了波形特征参数提取。所得结果为深入研究直流下油纸绝缘中局部放电机理、局放在线监测系统的频率特性以及放电类型的波形识别提供了实验依据。     

局部放电脉冲波形特性分析

根据局部放电特性,设计了测量电阻和测试回路。经检验,表明该回路具有灵敏度高、测量准确、对脉冲波形畸变小等优点,可用于测量局部放电脉冲电流波形。采用此装置测量了空气中尖板电极电晕及火花放电、电机模型线棒中气隙放电、线棒端部表面电晕及滑闪放电和油中尖板电极放电的脉冲电流波形,并对各类放电脉冲的主要时间特征进行了归纳。     

尺度空间滤波在局部放电脉冲提取中的应用

在提出脉冲提取思想的基础上,利用局部放电信号所固有的奇异性特征,将小波变换的奇异性检测原理应用于提取局部放电脉冲。为了满足局部放电在线监测的在线准实时要求,提出了改进的尺度空间滤波算法,并将其应用于局部放电脉冲的提取。通过相邻尺度的小波系数直接相乘,可以突出奇异点的信号,并获得基于尺度的屏蔽滤波器,将阈值方法和尺度空间滤波相结合,最终得到基于时域的屏蔽滤波器,将时域滤波器和原信号相乘,就可以提取出局部放电脉冲。仿真试验和发电机实测信号的算例表明,相对于模极大值算法,该方法在提高运算速度的基础上,不但能准确检测出局部放电脉冲,而且能很好地保持局部放电脉冲的幅度和位置。     

提取局部放电脉冲特征的新算法

针对局部放电测量中存在的缓变窄带干扰,采用Ｍａｌａｔ塔式小波分解算法对局部放电信号和噪声信号的小波分解特性进行详细研究,并提出了一种基于ａｄｈｏｃ算法思想的算法,来提取局部放电脉冲的位置与幅值特征。实验证明,该算法能有效地提取局部放电信号的特征,可用于绝缘局部放电在线监测。     

利用最优小波进行局部放电脉冲的提取和消噪

本文描述了小波变换的基本理论。基于不同检测回路的局部放电(PD)脉冲的特性,提出用指数衰减(DEP)或衰减振荡波(DOP)来模拟PD信号,利用统计学中计算相关系数的方法选择最优小波。实验证明利用最小波能够有效地抑制噪声,提取PD信号。     

大型自耦变压器和换流变压器局部放电脉冲特征及实例分析

多台大型自耦变压器和换流变压器的试验结果表明,采用带模拟信号重构(数字信号处理)的数字局部放电测试仪,宽频带测量,深入分析局部放电脉冲的特征,结合“多端子测量和校正”,对判断放电的部位有较好的效果。局部放电脉冲的特征包括各端子的传递比,极性和脉冲震荡现象等特征,并结合与相应端子间的方波校正比较,能够较准确判断放电部位,并得到变压器解体的证实。     

改进空间屏蔽滤波算法在局部放电脉冲提取中的应用

提出了改进的空间屏蔽滤波算法，并将其应用于局部放电脉冲信号的提取。利用Teager能量算子得到能量强化后的小波变换系数，利用小波系数在相邻尺度的乘积突出奇异性信号，形成基于尺度的屏蔽滤波器，通过相邻屏蔽滤波器的逻辑“与”运算得到最终的屏蔽滤波器。将该屏蔽滤波器和不同尺度的小波系数相乘来提取局部放电脉冲。仿真信号和试验室线棒放电信号的测试表明该方法不仅能提高信噪比，还能很好保留局部放电信号的幅值和能量，有利于后续的局部放电分析。     

基于移动时间窗的直流局部放电特征提取方法

电气设备局部放电信号的特征提取是电气设备绝缘在线监测及故障诊断技术领域的前沿课题。当前的研究大多集中在交流局部放电的特征提取方法上,很少有人研究直流局部放电的特征提取方法。文中采用移动时间窗技术,提出一种新的直流局部放电特征提取方法。该方法通过研究时间窗内的局部放电次数、最大视在放电量、平均视在放电量等物理量与电气设备绝缘状态之间的关系,提取它们作为表征电气设备绝缘性能的特征量,用来进行状态评估与故障诊断。实验结果表明,该方法所提取的特征量能够很好地表征电气设备的绝缘性能,为电气设备绝缘的在线监测提供了理论依据。把它应用于地铁牵引变电站馈线电缆绝缘的在线监测中,效果良好。     

波形特征与统计特征相结合的局部放电脉冲分类方法

当不同类型的局部放电脉冲具有相似的波形特征的时候,应用等效时频特征进行脉冲的分类将遇到一定的困难。笔者在保证每个网格中包含有足够的样本数量用于统计分析的原则下,对局部放电脉冲等效时频谱图进行网格状划分与合并。对每个网格内的脉冲,提取该网格内所有脉冲信号的6个统计参数,连同该网格内所有脉冲的平均等效时长和平均等效频率一起共8个参数作为分类的特征量。将每个网格中的所有脉冲视作同一类型的放电,对从各个网格中提取的特征量进行聚类分析,从而得到每个网格的分类结果,达到脉冲分类的目的。该方法将局部放电模式识别中常用的统计特征与放电脉冲的波形特征结合起来,应用该方法对于两类模拟缺陷所产生的局部放电信号进行了分类,其综合分类结果优于直接采用等效时频特征的分类方法,而且两类脉冲分类的准确性比较均衡。研究结果表明,该方法可以在一定程度上提高分类的准确率,实现对不同类型的放电脉冲之间以及放电脉冲与干扰脉冲之间的有效分离。     

多缺陷绝缘局部放电信号的识别与分类

绝缘设备中可能存在多种不同的缺陷,若其同时引发局部放电则给局放信号的检测判断增加了难度。作者介绍了国外用混合weibull函数法和小波分析法识别与分离多缺陷局放信号的技术,他们的实践表明:二者均有较好的识别与分类性能,采用于局放高度分布分析技术的混合,weibull函数法适用于处理两缺陷局放信号,采用多分辨信号分解技术的小波分析法则能更准确地处理多缺陷局放信号。     

局部放电脉冲波形特征提取及分类技术

根据电力设备周围存在多种干扰以及绝缘存在多局放的工况,提出基于单一缺陷的局部放电在线监测与识别方法,并指出实现此系统的关键技术之一是脉冲群快速分类技术,其由脉冲波形特征提取和聚类分析算法组成。针对108次/s的超宽带局部放电脉冲波形-时间序列,重点研究脉冲波形特征提取及分类技术。在分析等效时频算法和模糊 C均值聚类算法的基础上,对其做了进一步的改进。基于气体绝缘开关设备(gas insulated switchgear,GIS)的局部放电试验结果表明：采用改进后的算法可以使计算机准确的完成对局放脉冲的的自动分类,并通过在聚类中引入阀值滤除了各子类脉冲中相似性较低的脉冲。这为研制多局放源的在线监及模式系统提供了试验和理论依据。     

基于Hilbert—Huang变换的变压器局部放电信号特征提取

针对现场检测的变压器局部放电信号中含有大量的噪声,提出了1种基于Hilbert-Huang变换法的局放信号的恢复方法,并进行了模拟降噪试验;通过对加噪信号进行EMD分解,再选取合适的IMF分量进行叠加,可以巧妙地消除外界噪声,并且保留了局部放电信号本身的大部分特征,失真较小,试验证明该方法是高效可行的。     

基于Hilbert-Huang变换的变压器局部放电信号特征提取

针对现场检测的变压器局部放电信号中含有大量的噪声,提出了1种基于Hilbert-Huang变换法的局放信号的恢复方法,并进行了模拟降噪试验;通过对加噪信号进行EMD分解,再选取合适的IMF分量进行叠加,可以巧妙地消除外界噪声,并且保留了局部放电信号本身的大部分特征,失真较小,试验证明该方法是高效可行的.     

直流高压设备的局部放电分析

分析了直流电压下设备的局部放电原理,论述了直流局部放电的特点,并提出了试验方法.     

储能电容器直流局部放电检测装置

储能电容器的工作过程是在高压直流条件下较长时间的充电后在很短的时间放电,从而在负载上形成高电压、大电流的脉冲,这种脉冲电流是电容器绝缘老化的主要原因。为了检测该电容器的性能,开发了一套在高压直流条件下进行储能电容器局部放电检测的装置,并给出了初步试验结果。为提高大电容测量系统的灵敏度,采用并联RLC型电桥平衡回路提取放电信号,并经窄带、增益稳定的放大单元和带通滤波器、数据采集卡得到试验数据。试验表明,该系统可获得不同缺陷电容器发生局部放电时放电幅值的时间分布谱图。利用Delta(t)方法进行统计分析,可提取到不同缺陷的Qmax-Δt-、Q-Δt、n-Δt和n-Q曲线,这为直流局部放电的统计分析和模式识别、判断故障类型和介质老化程度打下了良好的基础。     

Bootstrap方法在局部放电特征提取中的应用

介绍了用Bootstrap方法对局部放电特征的小样本原始数据集重复再采样 ,提取其特征参量的统计信息 ,建立绝缘缺陷特征隶属函数 ,并应用遗传编程分类方法对缺陷模型进行模式识别的方法。试验结果表明该方法有效、可行。     

主分量稀疏化在GIS局部放电特征提取中的应用

特征提取是GIS局部放电模式识别的关键,通常情况下,由特征数据所构成的特征空间维数较高,不利于分类。基于此,本文引入主分量稀疏化思想,首先搭建了252k VGIS局部放电仿真实验平台,通过设置4种典型的GIS局部放电模型,采用超声波检测法获取了相应的信号。然后,通过主成分的贡献累积率自主确定稀疏度。结果表明,采用该方法可以实现特征量的有效提取,同时特征分量的聚类效果也得到了增强。     

高压直流局部放电的试验研究及其放电源识别策略

在长期高压直流电压作用下,电气设备的绝缘不可避免地逐渐老化,有必要对其绝缘状态进行监测。由于不同性质的绝缘缺陷对电气设备的损害程度不同,因而缺陷的识别是非常重要的。为此,搭建了基于交流局放检测设备的直流局部放电检测系统,对3种典型的直流放电(电晕、沿面、内部放电)进行了试验研究,建立了典型放电的数据库,给出了试验结果。并基于局部放电信号之间的相关性统计特性,试图通过对各种参数的分析,寻求区别不同放电现象(电晕、沿面、内部放电)的特性参数,对直流电压作用下的放电源进行识别。研究表明,直流电压作用下,将电晕放电从沿面放电和内部放电中分离出来相对来说难度小一些;而单靠现有的局部放电的统计分析将内部放电从沿面放电中分离出来是很难的,需要进一步寻找两种放电的新的特性参数。     

基于双向二维最大间距准则的局部放电灰度图像特征提取

针对高压交联聚乙烯电力电缆中间接头绝缘缺陷的辨识问题,提出一种局部放电灰度图像特征提取的双向二维最大间距准则方法,对获取的局部放电灰度图像从水平和垂直2个方向进行投影,得到了不同类别灰度图的鉴别矢量,选用最近邻分类器进行局部放电分类,以辨识电缆中间接头出现的不同绝缘缺陷。该方法解决了局部放电灰度图像特征提取维数大、识别样本少的难题。在对实验室4种典型电缆接头绝缘缺陷产生的PD信号进行对比辨识表明,其局部放电特征提取的速度和绝缘缺陷的识别率优于常用的主成分分析或Fisher鉴别分析方法。