GIS局部放电检测中的小波包变换提取信号

在介绍小波包变换算法的基础上，将小波包变换用于白噪声干扰下的气体绝缘组合电器（GIS）局部放电信号提取。对模拟的局部放电信号进行了小波包分解与重构的计算机仿真研究，分析了不同的局部放电波形、噪声水平及采样率对去噪结果的影响，最后对GIS内置传感器实测波形进行了小波包变换去噪。     

基于小波分解尺度系数能量最大原则的GIS局部放电超高频信号自适应小波去噪

抑制干扰是GIS局部放电在线监测的关键技术之一。尽管局部放电超高频检测方法能够有效避开低频干扰,但来自测量系统的白噪声仍然为准确测量局部放电带来困难。为有效抑制白噪声,提高局部放电超高频法的测量精度,本文提出一种用于GIS局部放电超高频信号的自适应小波分解去噪算法,该算法基于每层小波分解尺度系数能量最大的原则,逐层自适应选取最优的小波进行分解,并结合Donoho提出的软阈值法进行去噪。对人工绝缘缺陷产生的四种GIS超高频信号的去噪结果证明了该算法较其他小波算法能更好地去除白噪声且去噪后信号波形畸变较小,具有很好的应用前景。     

应用复小波变换抑制GIS局部放电信号中白噪声干扰的研究

由于GIS局部放电超高频检测中不可避免的会遇到白噪声干扰，且现有抑制白噪声的方法有许多不足之处。文中根据白噪声干扰的特点，构造了Daubechie’S系列复小波，通过复小波变换的简单信息和复合信息，对染有白噪声的仿真信号和实测信号进行去噪研究。结果证明：综合运用复小波变换的简单信息与构成的复合信息，能更有效地抑制GIS局部放电超高频信号中的白噪声干扰。     

提升双树复小波在GIS局部放电监测白噪声抑制的应用

GIS局部放电在线监测过程中原本就微弱的放电信号往往会被白噪声所淹没,因此抑制白噪声是GIS局部放电在线监测工作中必不可少的环节。为了更加有效且快速地抑制局放在线监测中白噪声的干扰,针对第1代小波去噪算法存在着去噪效果不佳、计算效率低等不足之处,结合双树复小波变换良好的去噪能力和提升小波变换高效的计算能力,提出对双树复小波变换进行提升,得到第二代双树复小波变换,应用提升双树复小波变换进行白噪声抑制研究,并且在局部放电在线监测软件系统中引入该算法,应用于现场监测实验。仿真和实验结果表明,较之其他去噪算法,提升双树复小波变换算法的运算速度提高了83%,内存占用降低了将近50%,信噪比得到了提高,且波形相似系数更接近1,更能满足GIS局部放电在线监测的实时性要求,在工程实践中具有更高的应用价值。     

形态学滤波与自适应噪声抵消在GIS局部放电超高频信号去噪中的应用

抑制局部放电信号中的噪声干扰是GIS局部放电在线监测的关键技术之一。尽管超高频检测方法能够有效避开低频干扰,但来自测量系统的白噪声仍然为局部放电的准确测量带来挑战。针对GIS局部放电监测中的白噪声干扰,以提高局部放电超高频法的测量精度为目标,文中采用形态学滤波和自适应噪声抵消相结合的方法对GIS局部放电超高频信号的去噪问题进行了研究。通过对4种典型绝缘缺陷产生的局部放电超高频信号的去噪实验,结果表明文中所用方法较小波变换方法能更好地去除白噪声且去噪后信号具有较小的幅值误差和畸变率。     

基于归一化自相关函数与类小波软阈值法的GIS局放信号降噪方法研究

针对目前利用特高频方法检测GIS典型缺陷时,存在白噪声干扰滤除效率低以及原始信号波形畸变率高等问题,构建了GIS特高频局部放电检测试验模型,经人工处理获得4种典型局部放电UHF信号,提出采用EMD分解将4种典型缺陷的特高频信号分解为有限个IMF分量,利用归一化自相关函数找到IMF分量中局部放电信号与白噪声的分界点,对含白噪声的IMF分量使用类小波软阈值进行滤波,随后重构所有IMF分量,得到各缺陷局部放电特高频信号。将文中方法所得信号与小波去噪信号进行信噪比以及波形畸变率对比,结果表明文中所用方法具有更为良好的去噪效果,可用于GIS局部放电监测。     

变压器局部放电监测逐层最优小波去噪算法

针对用于局部放电监测的去除白噪声算法会造成去噪脉冲信号波形畸变,脉冲幅值等波形参数产生较大误差,不利于进一步采用脉冲波形分析去除脉冲干扰的问题。为此根据局部放电信号在小波域上的分布特点,提出了各尺度信号分解和重构的最优小波选择方法,并给出了各尺度小波阈值的计算方法。仿真信号的最优小波去噪结果显示去噪信号具有波形畸变率低和幅值误差小的特点;实测信号的最优小波去噪结果证明提出的最优小波去噪算法能有效去除局部放电监测信号中的噪声,在局部放电在线监测应用中具有良好的去噪效果。     

基于改进FFT-小波变换的XLPE电力电缆局放降噪方法

局部放电信号检测对于电力电缆绝缘状态评估具有重要的意义,但信号极其微弱,容易湮没在强烈的外部干扰之中。针对传统小波变换存在去噪效果差、信噪比不高的问题,提出一种快速傅里叶变换与小波变换结合的去噪算法。首先采用改进模糊C均值聚类阈值法对快速傅里叶变换去噪算法进行改进。改进模糊C均值聚类算法有着更优的初始聚类中心,聚类结果更容易收敛,使快速傅立叶变换去噪算法中干扰峰定位更加准确。然后利用改进的快速傅立叶变换去噪算法对周期性窄带噪声进行针对性处理,再结合小波变换方法,去除白噪声为主的剩余噪声,从而实现对局部放电信号的综合去噪。仿真结果表明,基于改进快速傅里叶变换-小波变换的去噪算法信噪比高,波形畸变小,去噪效果优于小波算法。     

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。     

基于经验小波与小波变换的GIS局部放电信号去噪方法研究

为解决气体绝缘组合电器(gas insulated switchgear,GIS)内部缺陷局部放电(partial discharge,PD)信号含有噪声的问题,搭建了模拟局部放电环境,采用超高频法(ultra-high frequency,UHF)采集缺陷PD信号。针对UHF PD信号具有周期性窄带噪声与白噪声的特点,提出了基于改进的经验小波(experience wavelet,EWT)与小波变换结合进行UHF PD信号的去噪研究。首先,含噪信号通过EWT预处理分解为多频率的模态函数,然后对模态函数进行小波去噪处理,将去噪后的模态函数按照峭度值进行划分,根据合适的阈值选取UHF PD信号的有效成分并重构信号,最后,通过构建UHF PD仿真信号并采用实测数据验证所提算法的有效性。仿真实验与实测去噪结果表明:文中所提改进去噪算法具有良好的噪声抑制能力,为GIS设备内部UHF PD信号去噪提供参考。     

基于改进EMD的GIS局部放电特高频信号降噪方法研究

特高频法检测GIS局部放电时往往受到不同类型的噪声干扰,天线采集到微弱的特高频信号容易被噪声淹没,导致局部放电检测不准确甚至检测系统在现场无法正常工作等问题。针对上述问题,提出一种基于改进EMD的GIS局部放电特高频信号降噪方法。该方法利用对偶树复小波(Dual-Tree Complex Wavelet Transform,DTCWT)对经验模态分解(Empirical Mode Decomposition,EMD)降噪法进行改进并对GIS局部放电特高频信号进行降噪。利用EMD法将含噪信号分解为一系列的固有模态函数(IMF)分量,然后利用联合分布模型进行每个IMF分量的DT-CWT降噪的小波系数估计,对每个IMF分量进行降噪。最后将降噪后的IMF分量进行信号重构得到降噪后的信号。GIS局部放电特高频信号降噪试验结果表明了该方法达到很好的噪声与非噪声信号的分离效果,拥有较高信噪比,以及能够保持早期局部放电特高频信号特征。     

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。     

GIS局部放电包络信号噪声抑制的小波方法

基于超高频包络检波的GIS局部放电检测系统采样得到的超高频局部放电包络信号中含有噪声。笔者分析了检测系统测量过程中可能混入的几种噪声,通过截取没有局部放电的采样信号进行频谱计算,理论与实测分析结果均表明,包络检波后信号中的噪声主要是白噪声。基于小波变换的滤波算法对白噪声有很好的抑制效果,文中在对小波变换原理进行简要分析的基础上,提出了改进阈值的小波滤波算法,仿真及实测信号的滤波结果证实了该改进算法的有效性。     

利用AP-SSVM算法识别GIS的局放缺陷类型

针对传统方法对GIS的缺陷类型识别准确率低的问题,利用AP-SSVM算法识别GIS的缺陷类型,首先将不同缺陷的GIS局放信号进行小波包分解,对各小波包系数进行时频分析,提取信号时域和频域的信息熵,经过AP聚类后,确定最优小波包系数,并将对应的信息熵带入各分类器进行识别。试验结果表明,提出的AP-SSVM算法在识别精确度方面优于SVM和APSVM,能够达到85%以上,为现场GIS故障诊断提供了新的思路,有利于GIS的安全运行。     

基于AVMD-自适应小波包法的电缆局部放电去噪研究

为准确提取检测到的局部放电信号,针对高压电力电缆的噪声抑制问题,提出了自适应变分模态分解(AVMD)结合自适应小波包分解的方法提取纯净的局放信号。首先运用AVMD将周期性窄带干扰、白噪声和局放信号分解在不同的基本模态分量中,将周期性窄带干扰滤出,得到仅含有白噪声的局放信号。再运用自适应小波包分解,将信号分解在高中低频的分量中,根据阈值法将不含局放信号的分量滤出,得到较为纯净的局放信号,并将所提方法分别与其中单独一种算法进行去噪比较分析。仿真结果表明,所提方法抑制噪声效果更明显,与仿真信号的相似度最高。     

变压器局部放电在线监测系统设计和干扰抑制

如何有效地去除各种干扰是变压器局部放电在线监测系统的关键问题．介绍了用FFT和级联二阶IIR陷波器剔除周期性载波干扰,用小波包方法去除白噪声和用小波分解方法有效地提取内部局部放电脉冲。由于DSP可做FFT变换、IIR滤波和小波变换,因此把采集的数据先由DSP预处理,然后判断处理后的数据是否为有用放电信号,若是则传送到后台工控机进行二次处理。由于本系统采用了一种较新的设计,能够做到处理的实时性。     

小波分析在气体绝缘组合电器局部放电检测中的应用

采用两种检测手段,测量了在气体绝缘组合电器(GIS)局部放电模拟系统中,由内导体固定突起所产生的局部放电。一种有效的滤除干扰的信号处理方法——小波分析法被应用于这个系统。结果表明,在背景有较强干扰情况下,由于小波分解的局部特性,在检测局部放电时优于传统的付里叶频谱分析方法及在单纯频率范围滤波的方法。     

用于复小波变换的EWC阈值法抑制周期性窄带干扰

由于气体绝缘组合电器(GIS)的局部放电(PD)特高频检测虽然能够避开大多数窄带干扰,但是,还有部分窄带干扰会进入检测系统,从而湮没PD信号,因此在现场检测时必须加以抑制。根据PD信号与周期性窄带干扰小波变换后的不同特点,剖析了抑制周期性窄带干扰的常用方法--小波系数直接置零法的局限性,提出了可以用于抑制周期性窄带干扰的有效小波系数(EWC)阈值法,并以所构造的db4复小波对仿真信号与实测GIS特高频PD信号进行了对比去噪研究。研究结果表明:基于EWC阈值法的复小波变换能够有效地抑制GIS特高频PD信号中的周期性窄带干扰。     

基于小波变换和数学形态学的局部放电信号分析方法

应用小波变换与数学形态学相融合的方法对含有强噪声的局部放电信号进行消噪,并与小波变换的阈值法进行了比较,发现该方法能更有效地消除局部放电信号的噪声,同时能很好地保留原信号特征。采用多尺度数学形态学开运算提取消噪后的局部放电信号数学形态谱,通过形态谱的提取可看出每种放电类型具有不同的形态特征,为放电类型的识别打下基础。