应用小波包分析实现配电网单相接地故障选线

应用小波包具有良好的频域分频特性,以适当频率带宽对配电网发生单相接地故障后各条线路的相电流故障分量进行分解,得到其在不同频段下的输出,按照能量最大的观点自适应地确定线路健全相的暂态故障电流分布最集中的特征频带,并根据特征频带内重构后的故障相与健全相之间能量比值的大小判断线路为故障或健全。大量基于PSCAD和MATLAB的仿真试验表明,该选线方法可以正确判别故障线路和健全线路,且具有较高的灵敏度。     

基于相频特性与多频带分析的小电流接地系统故障选线

根据线路的相频特性将频率分为不同的区段，论证了在选定频段（SFB）内，小电流接地系统健全线路零序电流极性与故障线路相反;应用小波包以适当频率带宽对各线路的暂态零序电流进行分解，小波包系数的符号表示相应频段零序电流的极性;在SFB内按照能量最大的原则，确定各线路暂态零序电流分布最集中的频带所对应的小波包分解树节点，通过比较所有线路暂态零序电流在各自能量最大节点处的小波包分解系数的极性，自适应地实现故障选线。PSCAD仿真试验结果表明，该方法能够准确、可靠地实现电缆 — 架空线混合传输线的小电流接地系统单相故障选线。     

应用故障暂态特性实现配电网故障选线的新方法

通过研究谐振接地电网中零序信号的暂态特性,建立了零序电流信号频谱能量分布与故障发生时刻、接地点过渡电阻之间的关系。在利用小波包对暂态零序信号进行分解的基础上,给出了能量比因子和暂态因子的定义,提出了基于以上两个因子取值的自适应故障选线方法。该方法充分利用了暂态零序信号中的低频、工频和高频信息,自适应地选择在故障特征最明显的频带中进行选线,对母线和高阻接地故障均有良好的灵敏性和可靠性。理论分析与仿真结果证明所述方法正确、可行,可实现无死区的故障选线。     

配电网单相故障多频带奇异量选线方法

采用3次B样条小波包提取各线路故障奇异量模极值，根据模极值能量分布最大原则，提出各线路特征频带的选取方法。当各线路特征频带一致时，以各线路零序电流模极值的幅值关系、相位关系构造选线判据;当各线路特征频带不一致时，分别在各线路的特征频带上构建各线路零序电流模极值的大小和极性关系矩阵，构造选线判据。解决了现有故障奇异量选线方法中因频带选择不合适而造成的误判问题。通过2组现场实录故障算例验证了选线判据的有效性和实用性。     

基于数学形态学的配电网单相接地故障暂态选线算法

分析了单相接地故障选线的现状和目前已提出的多种选线算法的优势和不足,提出了基于数学形态学的暂态选线新算法。算法包括两方面:一方面,利用组合形态滤波器对选线数据进行滤波预处理,最大限度地去除噪声对选线的影响;另一方面,利用形态学算子对去噪后的信息进行暂态突变检测以确定故障线路。仿真结果表明,该算法设计简单,计算量小,并且克服了故障信号信噪比低的缺点,可以通过选择合适的结构元素准确可靠地确定故障线路。     

小波变换应用于暂态初始行波分析及故障选线选相

在分析输电线路故障后的行波过程的基础上，利用小波变换的奇异性检测原理，提出了一种仅使用电流行波的输电线路故障选线选相方法，该方法可用于行波保护，行波测距和暂态保护。     

基于相差统计的小电流单相接地选线新判据

小电流接地系统发生单相接地故障时，故障线路与健全线路在特征频段内零序电流的相位差别是接地选线判据的重要依据之一。文中在详细分析小电流单相接地故障暂态过程的基础上，提出了一种新的基于相差统计的小电流接地系统单相接地选线新判据。这种方法直接利用复小波提取各条线路零序电流各子频段信号的相位，借鉴统计学的方法计算出特征频段内线路间整体的相位差，通过对相位的直接比较选择出故障线路，充分利用了特征频段内的所有信息，计算方法简单可靠，抗干扰能力强，且判据不受系统接地方式、过渡电阻、合闸角的影响。仿真结果表明，这种方法能够可靠地选择出故障线路。     

配电网单相电弧接地故障选线暂态分析法

小电流接地系统发生最多的故障是单相接地故障。现有的基于稳态零序电流的故障选线方法，受弧光接地、运行方式等因素的影响较大，选线精度并不理想。文中在充分研究电弧故障暂态零序电流变化的基础上，指出电弧因素对故障选线准确性的影响。由于对称分量法对接地故障进行暂态分析十分不便，文中采用Clarke变换，并运用小波变换技术建立新的基于暂态电气量的选线方法。应用EMTP对电弧接地故障进行了仿真，在不同采样频率以及不同的A/D分辨率情况下进行了大量的仿真试验，结果表明新方法是正确、有效的，而且具有较强的鲁棒性。     

基于小波包变换和矢量量化的电力系统故障数据压缩

在实际的故障分析中通常不是利用故障暂态信号的全部频带信息，而是利用其部分频带信息来解决问题，因此提出了针对电力系统故障信号压缩的特殊要求，即对于所要解决问题有重要价值的频带信息无损压缩，对不重要的频带信息可以失真压缩，即保频带压缩。在此基础上提出了基于小波包变换、Huffman编码方法和矢量量化相结合的故障数据压缩算法，首先利用小波包变换将故障信号分解成各个频带的信息，选择有重要信息的频带采用自适应Huffman无损压缩算法，而对于其他频带数据信息，采用矢量量化压缩算法。通过仿真测试，该算法较好地满足了故障暂态信号的压缩要求，具有较大的应用潜力。     

两相电流互感器配电网零序电流构造方法

中性点非直接接地配电网大多只安装A，C两相电流互感器（TA），而现有单相接地故障选线方法基本都以零序电流为基础实现。如何在两相TA配电网中准确检测并隔离接地故障线路，成为长期困扰实际运行的技术难题。通过对暂态电流的频域和时域分析，找出B相暂态电流与A，C相暂态电流的对应关系，提出在A相和C相接地时由A相和C相暂态电流构造B相暂态电流，进而得到较精确零序电流的方法。通过大量仿真实验验证了所提出的构造方法的正确性。零序电流的成功构造为实现两相TA配电网单相接地故障选线提供了基础。     

花岗岩破裂全过程声发射时频域信号特征及前兆识别信息

为寻求岩石临界破坏判据和前兆特征,在花岗岩单轴压缩声发射试验的基础上,获得了岩石变形破裂全过程中的声发射时频域信号信息,结合频谱分析理论提取了波形信号的主频值,将时频域各特征参数联合起来,共同分析其变化特征及破裂前兆识别信息。研究结果表明:声发射事件率在高应力阶段之前,表现为以高、低值交替出现,到高应力阶段后,以中、高值交替出现;累积事件数表现为随荷载的增加快速上升,在极高应力时突然转为平缓;能率及累积能量随岩石加载过程可分为2段“活跃期”和1段“缓慢释放期”;主频分为1^#—5^#的5个频段,其中2^#频段对应岩石破裂过程中最主要的破裂模式,3^#,4^#,5^#频段属于高频段,1^#频段属于低频段,高、低频段分别对应微小裂纹的萌生和微小裂纹闭合形成大裂隙;声发射时频域各参数均有较好的前兆识别特征,破裂前兆时间响应顺序为:主频最早,事件率、能率及累积能量次之,累积事件数最晚。研究成果可为声发射技术运用于实际岩土工程中监测预防煤岩复合动力灾害发生提供可靠依据。     

基于小波变换的畸形波生成过程时频特性研究

畸形波是一种波高极大的灾害性波浪,实测资料的缺乏限制了其研究进展.实验室实现畸形波可控制生成弥补了这一不足.该文将利用小波变换对实验室畸形波生成过程中记录的波面时间序列进行时频分析,研究畸形波生成时的小波谱分布特征,对比畸形波生成前后能量分布和频率组成的区别,得到畸形波生成过程中在时间-频率域内的分布特性和变化规律,并运用这些规律对实测资料中无法识别的畸形波生成阶段进行判别,有助于更深入的掌握这种灾害性波浪的特征.     

基于小波分析与人工神经网络的水轮机压力脉动信号分析

针对水轮机尾水管压力脉动信号的非平稳和时变特性,提出了一种基于小波分析和自组织人工神经网络相结合的尾水管压力脉动信号的分析方法。这种方法首先应用小波阈值法对信号进行降噪减少干扰,然后将小波分解系数重构得到不同频带的信号分量,并提取显著的不同频带能量,最后将各频带能量作为特征向量,用自组织人工神经网络进行模式识别,得到了...     

基于信号时频特征的微震波形识别在岩爆预测中的应用

在深埋地下工程施工中,需要通过监测采集微震信号分析施工过程中的岩爆风险,由于现场干扰因素多,数据中混入了大量冗余信号,大大影响了岩爆预测的效率。为有效识别出岩石的破裂信号,本文采用快速傅里叶变换,对比分析了微震/岩爆信号与其它无效信号的频率特征,采用多输入的卷积神经网络方法,建立了基于信号时频特征的微震波形识别模型,实现了对微震/岩爆信号的有效识别。基于引汉济渭秦岭输水隧洞的微震监测资料,采用3770个波形对模型进行了测试,模型识别精度可达96.1%。模型对比了不同输入方式对预测结果的影响,针对随机挑选的100次微震事件和100次无效事件,结果表明：采用信号的时频特征作为输入,模型比单纯采用时域或频域特征具有更高的精度。     

小浪底细砂岩单轴压缩声发射特征研究

采用岩石伺服试验机和声发射仪,对小浪底三叠系细砂岩进行单轴压缩声发射试验。基于试验结果,将试样变形过程划分为压密、弹性、塑性和破坏四个阶段,分析了不同阶段试样声发射幅值、峰值频率、振铃计数和能量的变化特征,在此基础上对比分析了试样声发射ｂ值以及累计振铃计数的演化规律,得出了岩石的破坏时间前兆特征。研究结果表明:压密和弹性阶段试样声发射幅值、振铃计数和能量处于较低水平、峰值频率频带数量依次增多;塑性阶段试样幅值增大、振铃计数与能量上升且整体处于较高水平、峰值频率数值增大且呈现多频带化,临近破坏阶段试样产生大量100ｄＢ的高幅值信号,振铃计数与能量持续急增,峰值频率降低,频带减少;声发射ｂ值的变化规律可以间接反映岩体内部微裂隙萌生、扩展的演化特征。     

基于 MODIS 影像分析的关中地区干旱监测

以 MODIS 数据为基础资料, 以归一化干旱指数(NDDI) 作为干旱监测指标, 通过预处理、 波段运算、 影像分类 分析和分类后处理等过程, 实现对关中地区的旱情监测。根据监测得到的各区县不同程度的干旱面积, 通过赋权计 算得到各区县的综合干旱程度, 为区域主动应对、 抵御干旱奠定了基础。结果显示, 在监测时间点, 关中地区的 30 个区县中仅有西安、 宝鸡、 凤翔处于轻旱状态; 蓝田等 5 个区县处于中旱状态; 户县等 10个区县处于重旱状态; 阎良 等 12 个区县处于极旱状态。     

循环荷载作用下煤岩电荷感应与微震信号变化规律

为进一步提高深部地下工程中煤岩失稳破坏监测预警的针对性和准确性,采用自主研发的多通道电荷感应和微震综合监测系统,监测和分析在不等幅循环荷载作用下煤岩变形破裂过程中电荷感应和微震信号的时、频特性和能量特征,并与单轴压缩实验进行对比。结果表明：循环荷载下煤岩在不同阶段的电荷感应和微震信号各具特点,卸载段会产生较多微破裂和损伤,煤样在发生多裂纹贯穿劈裂破坏前会频繁出现峰值较小的电荷感应信号,需特别注意。对微震信号傅里叶变换进行频谱分析,发现微震信号频谱特征能够很好地反映煤样内部裂隙的扩展状态,并且主频幅值的增高与微震信号的增强具有同步性。采用电荷感应和微震信号共同划定煤岩的受载阶段,可以得到更加准确的失稳预警信息。     

小波多尺度分析在岩石锚杆质量弹性波无损检测中的应用

 锚固体内不密实的位置和灌浆饱和度是评价锚杆质 量的两个重要参数。在采用弹性波无损检测方法中，如何从检测信号中分离高频子波成份非 常重要。小波分析作为时频分析方法，具有多尺度分析功能，在时间域和频率域均具有表征 信号局部特征的能力。通过对理论模型曲线和工程实测锚杆信号的小波多尺度分析研究表明，小波域内，不同界面反射波的高频子波成份能较好地分离开来。     

Pressure fluctuation signal analysis of pump based on ensemble empirical mode decomposition method

Pressure fluctuations, which are inevitable in the operation of pumps, have a strong non-stationary characteristic and contain a great deal of important information representing the operation conditions. With an axial-flow pump as an example, a new method for time-frequency analysis based on the ensemble empirical mode decomposition （EEMD） method is proposed for research on the characteristics of pressure fluctuations. First, the pressure fluctuation signals are preprocessed with the empirical mode decomposition （EMD） method, and intrinsic mode functions （IMFs） are extracted. Second, the EEMD method is used to extract more precise decomposition results, and the number of iterations is determined according to the number of IMFs produced by the EMD method. Third, correlation coefficients between IMFs produced by the EMD and EEMD methods and the original signal are calculated, and the most sensitive IMFs are chosen to analyze the frequency spectrum. Finally, the operation conditions of the pump are identified with the frequency features. The results show that, compared with the EMD method, the EEMD method can improve the time-frequency resolution and extract main vibration components from pressure fluctuation signals.     

黄河干流白银市水川段水面线计算方法对比分析

为克服能量方程逐段试算方法在河道水面线计算上存在的不足与局限,本文以黄河干流白银市水川段为例,采用二维水动力数值计算模型,对4种洪水频率工况下黄河干流白银市段的水面线高程进行计算,并将二维数值计算结果与能量方程计算结果进行复核和评价。经计算可知两种计算方法在计算结果上存在偏差,能量方程在河道水面线计算上是一种近似成果,而二维数值计算能够更加真实反映河道的实际情况,因此在水面线计算时推荐二维数值计算方法。