基于混沌控制和多重滤波的局部放电去噪研究

采集局部放电信号时,经常受到外界的干扰,主要包括周期性窄带干扰、白噪声干扰和随机脉冲干扰.噪声太大时,局部放电信号会被淹没.为了提高变压器局部放电信号定位的准确性,提出混沌控制和多重滤波的方法,在线检测去除干扰.利用相关性和谱分析识别周期干扰并确定窄带干扰的周期,设置合适参数控制混沌系统,精确去除噪声,采用多重滤波的方法去除白噪声干扰,以及利用脉冲极性鉴别法抑制随机脉冲干扰,并在虚拟仪器平台上进行仿真实验.实验结果表明,该方法可以有效抑制干扰,为变压器局部放电信号的定位系统奠定了技术基础.     

基于变分模态分解和小波分析的变压器局部放电去噪研究*

为有效去除变压器局部放电信号中大量的电磁干扰,针对现有经验模态分解存在模态混叠等问题,提出将一种新的信号分解算法——变分模态分解结合小波运用在变压器局部放电信号中来抑制窄带周期干扰和白噪声。首先利用变分模态分解将含噪信号分解成若干个以某中心频率波动的模态,在分解过程中自动滤去白噪声;然后提取含局部放电信息的模态进行重构;最后通过小波去除残余窄带周期干扰,进而实现干扰抑制。仿真和实测信号分析结果表明,该方法能很好地抑制两类干扰,保留局部放电信号特征,验证了采用变分模态分解结合小波去除噪声的有效性,为局部放电信号去噪提供了一种新的方法。     

一种用混沌振子去除局部放电信号中窄带干扰的新方法

如何有效地从现场大量的干扰中真实地提取局部放电信号,至今仍是提高在线监测系统的灵敏度和监测可靠性的难题.本文从非线性理论出发,提出用混沌振子去除局部放电信号中窄带干扰的新思路.讨论了用于判断混沌振子状态变化的Lyapunov指数的计算方法,仿真实验表明混沌振子对局部放电信号中的窄带干扰具有较强的敏感性,对局部放电信号和白噪声具有免疫力,能在保证原始局部放电信号失真较小的同时有效地去除窄带干扰.     

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     

局部放电奇异值特征及其混合噪声的自适应抑制

为了抑制局部放电信号中混杂的窄带干扰和白噪声,文中首先分析了典型局部放电、窄带干扰和白噪声信号的Hankel矩阵奇异值的分布特征;提出了确定窄带干扰和典型局放奇异值有效阶次的自适应方法;将信号Hankel矩阵的有效阶次奇异值作为其特征量,在染噪信号中去除窄带干扰后重构信号,截取局部重构信号从中提取局放。通过对模拟和实测染噪信号的处理,验证了文中方法去除窄带干扰和白噪声的有效性。     

重排Cohen类时频分布用于GIS局部放电声信号时频分析

为了完整描述气体绝缘组合开关(gas insulated switchgear,GIS)在发生局部放电时信号的时频域信息,介绍了Cohen类双线性时频分布并针对交叉干扰项影响无法完全消除的问题进行了重排时频变换以提取及分辨含有白噪声和窄带周期干扰的局部放电信号。处理仿真和现场检测到的局部放电超声信号时根据白噪声和窄带周期干扰信号在时域上的平稳性特性发现重排Cohen类时频变换方法不仅可以很好地将局放信号和背景噪声以及窄带周期干扰信号分辨开来,而且大大减弱并抑制了交叉干扰项的影响,保持了更高的时频分辨率和时频聚集性,从而验证了重排Cohen类时频变换方法的有效性。     

采用Van-der混沌振子抑制局部放电信号中周期性窄带干扰

局部放电在线监测的热点与难点之一是如何有效去除现场大量的干扰,从而真实地提取局部放电信号。为此,从非线性理论出发,基于Van-der混沌振子的运动特性,提出用Van-der混沌振子去除局部放电信号中周期性窄带干扰的新思路。该振子的时域波形对于与参考信号频差较小的周期信号具有敏感性,对噪声和与参考信号频差较大的周期信号具有免疫力。然后重新定义一种Floquet指数,利用该振子实现了多种混叠信号中周期性窄带信号幅值的检测。最后通过仿真实验和实测信号分析验证了利用该混沌振子检测周期性窄带干扰信号的可行性和有效性。     

基于小波多尺度变换的电力电缆局部放电去噪方法研究

由于强烈的白噪声、周期性窄带信号以及随机脉冲信号等外部干扰因素,电力电缆局部放电在线监测技术中的局部放电信号提取工作一直是一个重点研究课题。本文对小波多尺度变换进行了深入研究,分析了电力电缆局部放电信号及其干扰在小波多尺度变换后的不同特性。去噪结果表明该方法适用于抑制电力电缆局部放电在线监测中的噪声干扰。     

基于SAMP-VMD的局放信号去噪方法

针对电力设备局部放电信号容易受到环境中的窄带噪声和白噪声的干扰,为了更好保留局放信号特征以便后续进行故障诊断和预测,提出了一种基于压缩感知重构和变分模态分解的变压器局部放电信号去噪方法。该方法首先使用窗函数抑制窄带干扰的频率泄露,之后利用窄带干扰在频域上与局放信号和白噪声之间稀疏度的差异从而将窄带信号进行分离重构以抑制窄带噪声,其次通过改进变分模态分解方法根据各模态含有局放信号信息的多少来对不同模态进行分类去噪,最终恢复出局放信号。通过仿真及实测信号对该方法进行去噪效果测试,并与奇异值分解和变分模态分解去噪方法的去噪效果进行对比,结果表明该方法能够有效抑制局部放电信号的干扰,相比传统算法的波形相似系数提升约2%,能够更好的保留局部放电信号的波形特征。     

基于混沌控制的局部放电周期性脉冲干扰抑制方法

识别并抑制周期性脉冲干扰是局部放电在线监测的重要环节.由于脉冲波形可能发生畸变,使基于相关、聚类分析的脉冲分类算法在实际应用中参数设置困难甚至算法失效.文中将混沌控制理论应用于局部放电在线监测中,提出了抑制周期性脉冲干扰的混沌算法.该算法利用周期性脉冲干扰的先验知识,设置适当的周期参数扰动来控制Duffing-Homes混沌振子系统,实现对检测信号中的周期性脉冲干扰的精确估计和抑制.实验表明,特定的混沌系统可准确、快速地识别周期性脉冲干扰信号并予以抑制,而对局部放电脉冲信号无任何影响.     

二进小波结合伯格·马萨特策略抗局放干扰

局放在线监测中,从强干扰中提取出局放信号是其中的难点问题。从提高软件抗局放干扰效果入手,提出了在伯格.马萨特策略小波去噪基础上结合二进小波变换的新方法,仿真及对实测数据的处理表明,该方法具有较好的抗强白噪、窄带周期干扰及脉冲型干扰的能力。在当前常用采样率下,用此方法对一个工频周期无间隔采样的数据进行处理时时间为(1~2)s,同时能明显提高采样信号的信噪比(几~几十)dB。     

电力变压器局部放电在线监测系统的研制

研制了一套新型变压器局部放电在线监测系统,该系统基于电一声联合检测方法,检测出变压器局部放电产生的多路电流脉冲信号和超声波信号,在硬件上采用了光缆传输等抗干扰措施,有效抑制了监测现场的电磁干扰,在软件中采用离散二进小波变换算法滤除监测信号中的周期干扰以及电晕干扰,从而准确地区分内外放电脉冲:并基于等值声速原理,运用模糊理论和有限元数值分析方法对变压器局部放电点进行了定位.在现场运行的情况表明了该系统具有较高的检测灵敏度,可为电力变压器的状态检修提供可信的依据.     

应用组合广义形态学滤波器抑制变压器局放信号窄带干扰

为了抑制变压器局部放电(PD)信号中常见的窄带周期性干扰,根据PD信号和窄带周期性干扰的频谱特性不同,在开闭和闭开形态学滤波器的基础上,构造和采用组合广义形态学滤波器,在频域中滤除窄带周期性干扰形成的离散谱线,保留PD信号本身宽频带特性,从而达到抑制窄带周期性干扰的效果。用去噪前后的信噪比和波形相似系数对仿真PD信号的干扰抑制结果进行了评价,结果表明,组合广义形态学滤波器可以有效地抑制窄带周期性干扰。     

改善局放试验的探讨

在高压断路器局放试验中，为抑制干扰，采用了在电源进线端和高压输出端加装滤波装置的措施，有效地抑制了来自试验系统供电网和试验变压器局放的干扰信号，改善了断路器的局放试验条件。     

应用变分模态分解和独立分量分析的变压器 局部放电信号特征提取研究

变压器局部放电信号中存在大量的电磁干扰,为有效提取特征量,提出利用变分模态分解法将被测信号分解成围绕若干中心频率波动的模态,同时去除白噪声;再进行含变压器局部放电信息的模态重构,用独立分量分析法滤除周期干扰噪声,实现信号的特征提取。仿真结果验证了方法的有效性,具有良好的去噪效果。     

基于UHF和HF的局部放电降噪方法的研究

采用基于阿基米德螺旋天线的特高频法与基于电流传感器的高频法对比测量的方法 ,发展了一种新型的降噪方法。其基本原理是 :高频法测得的脉冲信号中包括了油中放电信号和空气中电晕造成的脉冲干扰信号 ;特高频法测得的只有油中放电信号 ;故对高频法获得的信号 ,在仅对应于特高频法获得的信号处开窗时 ,可剔除脉冲干扰而获得油中放电信号。模拟实验以及现场变压器的实测结果证明这种降噪方法可有效抑制各种干扰特别是脉冲型干扰。     

新型GIS局放超高频传感器抑制干扰的研究

利用一种新型的便携式超高频 (UHF)传感器对GIS局放在线监测可能遇到的干扰模型进行抗干扰试验 ,其中包括 :高压导体上的金属尖刺及接触不良、接地体之间的接触不良、沿面闪络及无线电通讯信号。利用UHF传感器对各个模型进行抗干扰实验 ,通过对放电的常规信号和UHF信号的比较表明 :新研制的UHF传感器可抑制空气中高压导体上的金属尖刺的电晕和沿面闪络的干扰 ,无法抑制无线通讯信号和空气中高压端悬浮电位产生的干扰 ,可通过相位信息给予解决。     

电流互感器局部放电试验干扰的分析与抑制

电流互感器的可靠性影响到整个电网的安全运行,而电流互感器运行的可靠性,在很大程度上取决于其绝缘的可靠性,局部放电试验是检测电流互感器绝缘状况的重要手段。笔者详细分析了电流互感器局部放电的检测方法-脉冲电流法,以及局部放电检测的试验回路。针对局部放电检测易受干扰的情况,实测了现场各种干扰信号的图谱,通过对干扰图谱特点的分析,判别出干扰信号的来源,并采取相应的措施抑制干扰。