基于小波变换的局部放电软阈值消噪方法研究

在阐述小波变换原理的基础上介绍了两种局部放电检测的软阈值去噪方法:即Stein无偏风险阈值法和平均阈值法,并利用MATLAB对加入白噪声的局部放电信号模型进行仿真研究。结果表明,Stein无偏风险阈值法对单指数振荡局部放电模型消噪效果好,但是对于其它3种局放模型波形失真严重,滤噪效果较差;利用平均阈值法能更好地实现从白噪声干扰中提取原信号。     

多小波消噪算法在局部放电检测中的应用

在简单介绍多小波理论及其消噪算法的基础上，将其应用于抑制局部放电检测中的噪声干扰。局部放电是具有多种形态的非平稳信号，针对常见的4种形态的局部放电脉冲，以均方误差为衡量指标，通过蒙特卡罗仿真分析，研究了小波与多小波在不同局部放电模型下的消噪效果，并就二者提取多态性局部放电的性能进行了比较。研究结果表明，多小波对局放的先验知识要求较低，能够有效地处理多种形态的局放信号，在抑制噪声干扰的同时，能够保留更完整的局部放电信息。     

局部放电在线监测中小波阈值去噪法的最优阈值自适应选择

小波系数阈值是决定小波阈值去噪法处理后的去噪信号失真度及误差的关键因素。针对局部放电脉冲频谱特征,提出用于局部放电信号去噪的小波最优阈值选择方法,阐述了自适应阈值搜索中的尺度选择方案;采用四种人工模拟加噪信号和两种典型局部放电脉冲仿真信号对该方法的去噪效果进行了定量分析,并采用了自适应阈值法对实测局部放电信号进行了处理,结果表明,该方法在局部放电在线监测中具有良好的去噪效果和实用价值。     

基于传感器阈值法的局部放电信号自消噪

为抑制噪声干扰准确提取局放信号,针对局部放电脉冲的时域特征,运用电流、电容耦合以及电磁波传感器同时获取局部放电信号,将不同传感器采集的信号在时域上相乘,从而确定放电脉冲的起始和终止时间,再利用这两个阈值构建出一个时域屏蔽滤波器;运用该滤波器对含有背景噪声的原局部放电信号自行消噪,进而从噪声中提取出放电信号,提高信噪比。采用实际局部放电脉冲信号加人工模拟噪声信号对该消噪方法定量验证的结果表明,该屏蔽滤波器结构简单,容易实现在线处理,具有良好的消噪效果和应用前景。     

用于提取局放脉冲的波形匹配识别方法初探

针对现场采集的局部放电信号中经常混杂白噪声和窄带周期干扰现象,本文首次提出使用Laplace小波按照波形匹配的原则来提取局部放电脉冲信号的方法.利用该小波波形与局部放电脉冲波形相吻合程度较好的特点,根据波形匹配的原则对含噪信号在一个由该小波构成的小波基函数空间中进行模式识别,进而去除噪声,提取局部放电脉冲信号.该方法不仅能够用于去噪,而且可以确定脉冲的放电主频率、衰减度、放电时刻及放电个数,从而为故障识别和定位奠定良好的基础.仿真和实验结果显示该算法具有良好的去噪性,同时可以获得更多的局放脉冲信息.     

基于ICA的水轮发电机局部放电干扰抑制方法

提出了一种基于独立分量分析（ICA）的水轮发电机局部放电干扰抑制方法,该方法可以有 效地分离出相互独立或者近似独立的源信号。对于现场采集到的局部放电信号,可认为该信号中 局部放电脉冲信号和噪声干扰是相互独立的。通过ICA方法对检测到的局部放电信号进行信号 分离和消噪处理,从而得到局部放电脉冲分量,在时域、频域上都保持了原信号的完整性。通过实 例证明了该方法的有效性。     

遗传算法用于局部放电小波自适应阈值去噪

小波去噪用于局部放电信号在线监测具有良好的效果,阈值选取与局部放电去噪后信号的畸变具有紧密联系。为提高局部放电监测中小波去噪的自适应能力,并降低去噪信号的畸变率,提出一种小波自适应最优阈值去噪算法,用于变压器局部放电脉冲信号去噪。该方法采用小波对局部放电信号进行分解,在阈值选择时采用基于史坦无偏似然估计(SURE)的最优阈值自适应选择方法,并引入一种新的具有多阶导数的阈值函数,结合二进制遗传算法全局自适应搜索最优阈值,使最优阈值自适应寻优速度大大提高。对局部放电仿真信号和现场局部放电信号的去噪结果表明,该方法与Donoho阈值计算公式及标准软阈值法相比,能更好地去除局部放电信号中的白噪声,去噪信号失真度较小,具有良好的应用价值。     

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。     

基于Spc-Shrink平稳小波变换的GIS局部放电降噪方法

气体绝缘金属封闭开关设备进行局部放电检测时易受到白噪声的影响。为了有效滤除局部放电信号中的白噪声干扰,提出了一种基于新型噪声阈值规则的平稳小波降噪方法。该方法利用统计过程控制理论确定了小波系数的初始上限和下限,并根据每层小波系数的统计特征迭代更新上限与下限,通过该上、下限求出信号的噪声阈值水平,从而对局部放电信号的进行自适应降噪。所使用的平稳小波变换摒弃了传统小波的下采样步骤,对局部放电信号的表征更为完整。本文对三种5 dB染噪局部放电信号进行噪声抑制,降噪后信噪比达到19.1433 dB,均方根误差维持在0.03以内。而处理实验室平台下采集的染噪局部放电信号,信号抑制比为17.1769。本文所提算法能较好抑制局部放电信号中的噪声,去噪后的波形特征明显,失真程度低。     

基于小波消噪的充油电缆局部放电抗干扰技术研究

在分析高压充油电缆局部放电信号及白噪声干扰特征的基础上,利用小波消噪技术从白噪声中提取局部放电信号,通过仿真研究,证实了消噪模型的可行性,确定了小波消噪的分解尺度,实测信号的消噪处理证实了消噪算法在充油电缆局部放电在线监测上的有效性。     

电缆局部放电波形特征与脉冲传播研究

为了研究电缆头局部放电的波形特征,制作了6种故障电缆头进行了局部放电试验,获取了典型的局放波形信号。对信号提取特征参数包括等效时间和等效频率,可以对波形信息进行有效表达,以区分不同类型的放电和噪声。结合脉冲在长电缆中传播的试验结果,分析了传播前后特征参数的变化情况,结果可用于测试信号的分类和定位。     

基于改进EMD的发电机宽频带局放监测方法

针对传统发电机局部放电监测方法出现的放电脉冲信号衰减失真和易受噪声干扰的问题。为提高其准确性和快速性,本文采用宽频带检测技术对局放信号进行有效捕捉,并利用模态分解法提取放电脉冲信号的固有模态分量,通过对原始信号与各固有模态分量的关联性分析,根据峭度准则获取包含局部放电脉冲特征信息的有效分量,从而将干扰信号从局放信号中分解分离,准确掌握发电机实时的运行状态。结果表明：该方法信噪比相比于软阈值小波去噪提高了52.5%,均方差降低了30.7%,分别为6.75和0.04,且在波形平滑度上表现良好,同时,该方法计算时间仅8.62s,很大程度的降低了迭代次数,减少了信号分析时的迭代计算时间。有效提高了对发电机局放信号的去噪效果及采集效率。     

局部放电脉冲电流波形分析研究

为了对局部放电检测中脉冲电流波形特征进行分析,搭建了三种空气中常见绝缘缺陷模型,即电晕放电、悬浮放电和沿面放电。利用高速数字示波器采集了三种缺陷的正负脉冲波形,通过去噪工具和信号处理工具对波形进行处理得到波形特征量。研究证明,脉冲电流法的正负脉冲波形在幅值上近似相等,但在其他几个特征量上却存在一些差异。     

Novel characterization of PD signals by real-time measurement ofpulse parameters

Measurements of partial discharge (PD) are used to examine the insulation characteristics of HV equipment. This test method is also suitable for low-cost components in mass production. To monitor the quality of prefabricated parts, products and production processes, short test cycles and automatic classification are indispensable. In addition, it is desirable to acquire more information about the PD signals for classification. This can be achieved with an ultra wide band (UWB) measurement system. In this paper a new test method, based on analog capture of PD parameters which describe the PD waveform, in addition to the usual parameters, is proposed. The analog values are further processed employing a digital signal processing hardware and a PC. Measurements of frequently encountered PD pulse shapes and their frequency spectra are used to discuss problems which arise from the integration in the frequency domain. These problems are avoided using integration in the time domain, which is employed to determine the apparent charge with the described measurement system. Using the PD pulse duration as an example, measurements on artificially created test samples are presented, which show the influence of the defect dimensions on the PD pulse parameters. This is feasible for test circuit dimensions not extending to a certain value, which depends on the used frequency range of the measurement system     

油纸绝缘气隙模型局部放电特性试验研究

为了研究直流输电系统中换流变压器油纸绝缘的局部放电特性,设计构造了典型的油纸局部放电模型———气隙放电模型。针对同一模型分别施以交流电压、直流电压以及冲击衰减振荡电压,采用IEC 60270-2000推荐的脉冲电流法分别检测与分析该模型局部放电的不同特征参数。对比研究了在交流、直流及振荡冲击电压下油纸绝缘气隙放电模型的局部放电脉冲特征参量包括局部放电起始电压、熄灭电压、放电波形、放电水平、放电重复率等,对实现换流变压器的局部放电在线监测与绝缘状态综合评估有一定的指导意义。     

分形学在局部放电特征提取中应用初探

基于分形理论 ,建立了描述局部放电脉冲波形的随机模型 ,提出用分维尺度变化量为特征识别局部放电信号。实验和分析结果表明分维尺度变化量作为局部放电特征量比分维值灵敏度更高     

局部放电脉冲的Wigner时频分布特性研究

为了提高时频分布的分析精度和有效性,笔者根据局部放电脉冲信号的非平稳特性,提出使用联合时频分布对其进行处理,从而分析脉冲信号的时频特性。针对目前在非平稳信号处理中广泛使用、属于Cohen类的Wigner-Ville分布(WVD),笔者以仿真脉冲为对象,分别研究了其原始WVD、平滑伪Wigner分布(SPWVD)以及重排平滑伪Wigner分布(RSPWVD)。分析结果表明:WVD能够对局部放电脉冲信号引发的短时变化具有高度的敏感性,更适合表征非平稳信号的时变信息;SPWVD能消除双线性函数引起的交叉干扰项,但是以牺牲分布的时频分辨率为代价的;RSPWVD具有很好的时频聚集性,易于提取单个脉冲波形的时频特征参数,从而用于放电类型的模式识别以及深入研究绝缘系统中的局部放电机理。     

GIS电缆终端局放检测中电晕干扰特性的研究

架空线电晕对于变电站内的GIS(Gas Insulated Switchgear,气体绝缘组合电气设备)电缆终端局部放电检测干扰严重,为排除高频电流传感器耦合到的其他干扰信号,本文首先提出聚类分析法,以信号峰值、上升时间、下降时间、最大频率作为数据矩阵的变量,结果表明聚类分析法能够有效将高频电流信号进行分类,便于提取架空线电晕放电信号。其次,重点研究了电晕干扰信号的上升时间、极性特征、频谱特征和相间干扰,结果表明,电晕干扰表现为密集的脉冲形式,电晕脉冲的上升时间为25~175ns,下降时间为85~230ns,具有相对集中和对称分布的特点,电晕脉冲具有明显的极性特征,正负脉冲的上升下降时间变化趋势不同,同时正脉冲宽度略低于负脉冲宽度。电晕脉冲的频率为1.25~2.5MHz,电晕脉冲具有相间干扰的特性,被干扰相的幅值降低、频率增大、上升时间降低。     

XLPE绝缘电老化中局放特性试验研究

利用TE571局放检测仪和超宽频带局放(PD)检测系统研究了XLPE电缆绝缘试样加速电老化过程中判断试样老化状态的局放统计参量和单次放电波形特性。结果表明,电老化过程中单次放电时域波形的上升沿变陡,从老化前50 ns降低为老化50 h的8 ns;脉冲幅值从老化前的2 mV增加到老化50 h的17 mV;放电频谱中特征峰的位置随着老化程度的加剧向高频方向移动,从老化前<15 MHz增加到老化50 h的<50 MHz和125~200MHz。该研究为放电单次波形检测技术评估XLPE电力电缆绝缘状态的基础研究。     

The application of matched filters to PD detection and localization

In practice, partial discharge (PD) signals are corrupted mainly by narrowband noise caused by radio communications. Matched filters are very well suited for PD detection in the presence of such noise, since they exploit spectral regions with high SNR to maximize the SNR of a measured PD signal. In addition to its noise suppressing capabilities, a matched filter provides a means to estimate accurately PD pulse magnitude and arrival time. Consequently, PD detection can benefit greatly from the application of matched filters. However, good knowledge of the signal waveform is required. In many cases, such information can be obtained by measurement or modeling of the PD pulse propagation.