采用Gabor变换的局部放电信号时频分析

局部放电信号频率是时变的,为更好地反映它的时频特性,采用一种时频分析方法Gabor变换,将它应用于局部放电信号分析中,并利用不确定原理选择高斯窗函数作为Gabor变换的基函数,提高了分析结果的时频聚集性。通过对实际局部放电信号进行分析处理,结果表明在选择合适的窗函数参数的情况下,基于Gabor变换的时频谱能够细致的刻画信号在时频平面上所发生的变化过程,准确反映了局部放电信号的时频特性,可有效满足对局部放电信号进行时频分析的要求,有利于对信号特征的提取。     

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。     

采用傅立叶变换分析冲击下GIS局部放电信号

为了分析冲击电压下GIS腔体内局部放电信号的特征,将一种时频变换理论即二次型短时傅立叶变换应用于局放脉冲序列的分析,得到信号在时频平面的能量分布和变化规律。通过对含噪声局放脉冲序列时频变换的仿真研究,有效地提取了放电脉冲。另外,在实验室对220 kV GIS母线段进行了尖刺缺陷模型的安装和冲击耐压下局放检测,对实测数据进行了时频分析,验证了二次型短时傅里叶变换在局放信号处理中的有效性,得到了信号时频谱图在不同长度窗函数处理下的变化规律。     

Wigner分布与谱图的几何平均时频表示

对于多分量信号,Wigner分布的时频能量集中但存在交叉项,而由短时傅立叶变换模的平方得到的谱图无交叉项但时频聚集性较差,因而引入Wigner分布与谱图几何平均这种思想简单且易于实现的时频表示综合了二者的优势.证明了这种时频表示不仅具有时频移位不变性、弱支撑性等性质,而且其时频聚集性接近于Wigner分布,且对于多分量信号减少了交叉项.进一步证明了Wigner分布与谱图均实现了噪声在时频面上的扩散,从而引入二者硬阈值滤波后的几何平均时频表示以抑制噪声在时频面上的干扰.仿真实例分析结果验证了这种时频表示的有效性和实用性.     

S变换在电力电缆局部放电信号时频分析中的应用

针对电力电缆局部放电检测,介绍了基于新型S变换的时频分析方法,用于提取及分辨淹没在现场噪声干扰中的局放脉冲信号。局放信号是典型非平稳信号,单纯使用时域或者频域信息都不能很好地表示奇异信号的时变信息。最近发展的S变换是连续小波变换和短时傅里叶变换的一种结合与延伸,引入了幅度和宽度均随频率变换的高斯窗,具有与频率相关的渐进分辨率特性。局放信号的S变换图谱,在信号高频分量部分获得较高的时域分辨率,而在低频分量部分获得较高的频域分辨率,并可提取局放脉冲发生时刻及信号中心振荡频率等特征信息。对仿真信号和现场采集的电力电缆接地线上的局放信号应用S变换进行时频分析,并与短时傅里叶变换及Gabor变换等传统时频分析方法比较,结果显示S变换的时频分析可有效获取局放脉冲信息。     

几种时频分析方法在VFTO频谱分析中的应用

从信号处理的角度而言,特快速暂态过电压(VFTO)是非平稳信号,传统的Fourier变换不适合用于对其进行频谱分析。为此,结合VFTO波形频带宽、频率成分丰富等特征,寻求了适用于VFTO频谱分析的时频分析方法。对比分析了短时Fourier变换、Wigner-Ville分布、伪Wigner-Ville分布、S变换及广义S变换5种时频分析方法在VFTO合成信号频谱分析时的性能,结果显示广义S变换在高、低频段的时频分辨率能够同时达到较好水平。然后利用广义S变换对VFTO实测波形进行频谱分析,给出了VFTO各频率分量的幅值—时间曲线。曲线显示VFTO各频率持续时间不一,频率越高,其幅值衰减越快、持续时间越短,进一步论证了广义S变换应用于VFTO频谱分析的适用性和可行性。     

计及信号传输特性的变压器套管末屏高频局部放电信号时频分析方法

为区分变压器套管末屏高频局部放电信号来源,搭建含了电容屏撕裂缺陷套管和可拆装的针板放电缺陷模型的实验装置,采用在不同位置施加校准脉冲激励和高电压激发缺陷的实验方法,对变压器套管末屏耦合高频脉冲信号进行时频分析,同时比较了基于短时傅里叶变换、同步压缩小波变换、同步提取变换方法的时频图谱对信号传输路径的区分效果,并提出了时频图谱后处理方法。研究表明:利用传输过程对高频局部放电信号时频分析谱图的影响可以区分信号来源;与同步压缩小波变换、短时傅里叶变换相比,同步提取变换产生的时频图谱能更好地区分信号来源。     

线性正则变换与时频滤波

线性正则变换是一种重要的时频分析工具,它是傅里叶变换、分数阶傅里叶变换的推广,是更一般形式的信号变换。Wigner分布是经典的时频分布函数,具有较好的时频聚集性能。本文从线性正则变换与Wigner时频分布的关系入手,分析了线性正则变换的时频滤波原理,并在此基础上提出了基于线性正则变换的时频滤波方法,给出了滤波器参数的详细设计。仿真实验表明,该方法是时频域信号滤波的有效手段。     

基于同步压缩域多级阈值变压器局部放电噪声抑制方法

传统局部放电时频分析噪声抑制方法,存在时频分辨率低、可读性差和抑制噪声种类单一的局限.文中在同步压缩域中使用多级阈值方案对变压器局部放电检测时所受干扰:白噪声和窄带噪声进行抑制.同步压缩算法作为一种高分率的时频分析方法,旨在对时频域进行重新分配,更细致区分信号与噪声.多级阈值方案结合小波变换和同步压缩变换,利用信号的高...     

希尔伯特-黄变换在变压器局部放电脉冲识别中的应用

时频分析方法是变压器局部放电特征提取的有效手段。讨论利用小波变换方法分析非平稳信号的局限性,介绍希尔伯特-黄变换(Hilbert-Huang transform,HHT)的理论体系,并分别应用2种时频分析方法得到不同类型局放信号的幅值谱,从中提取了时频熵向量作为用于模式识别的特征量,模糊聚类结果显示,由希尔伯特-黄变换得到的时频熵向量具有优于小波变换的聚类特性。因此,希尔伯特-黄变换是目前变压器局放信号特征提取的有效方法。