基于小波提取的超宽频带局部放电信号分形分析

为了研究超宽频带局部放电信号在各个频段上的局部特征、发现特征频段，应用小波分析技术，将局部放电信号进行小波分解，使信号变为各个频段的信号，然后计算各个频率段信号的分维数，并通过分维数的变化，来量化分析信号特征峰的特征。应用这种方法，可以得到各频段的放电信号的分形特征，为进一步研究超宽频带放电信号的变化规律奠定了基础。     

绝缘试样老化过程中超宽频带放电信号的分形分析

在超宽频带局部放电研究中,局部放电特征峰的大小、位置和老化时间之间的变化规律,一直是研究工作中的一个重点.在应用小波分析技术提取超宽频带局部放电各频段信号的基础上,提出了采用分形分析技术对局部放电信号各频段信号进行分维数的计算,用分维数来量化分析超宽频带局部放电的频谱特性.应用该方法,对绝缘试样老化过程中特征峰的变化规律进行了量化分析,发现了一些典型特征频段,为根据局部放电特性进行的电力设备绝缘诊断奠定了技术基础.     

基于自适应谱的局部放电信号时频特性分析

应用自适应谱对单个局部放电脉冲信号进行了时频特性分析,并与短时傅里叶变换谱、离散Wigner分布和Choi-Williams分布相比较,结果表明自适应谱上有能量集中、时－频域分辨率高、无交叉干扰项等优点,它能够细致刻画局部放电信号在时频平面上所发生的变化过程,准确反映出局部放电信号的时频特性,从而为局部放电信号的特征提取和模式识别开创了一条新的途径,对时频谱的分析还发现,局部放电信号的的频率分量达到GHz范围,这就为超高频和超宽频带局部放电检测的研究提供了理论依据。     

超宽频带局部放电检测技术的初步研究

研究了局部放电的超宽频带特性，分析了局部放电产生的电磁波的传输和耦合特性，研制了一种频率响应为１００￣５００ＭＨｚ的超宽频带局部放电检测装置，并用实验分析了其测量特性。     

冲击电压下SF6气体在极不均匀场中局部放电的时频特征

为了研究冲击电压下GIS腔体内绝缘缺陷局部放电的发生发展机理,采用短时傅里叶变换(STFT)、伪Wigner-Ville分布和Gabor分布理论,对标准负极性操作冲击电压下SF6气体在极不均匀场的局部放电光信号和电流信号的时频特征进行了分析.结果表明:STFT、伪Wigner-Ville分布和Gabor分布均能有效提取放电信号的时频特征,但Gabor分布具有较好的时频聚集性,不具有交叉干扰项,且对信号的时频特征的刻画最为细致,而STFT的时频聚集性较差,伪Wigner-Ville分布则存在固有交叉干扰项;冲击电压下局部放电光信号和电流信号在时频平面的分布不同,光脉冲的能量上升到峰值的时间要小于电流脉冲.     

平滑伪Wigner-Ville分布在电气设备局部放电信号分析中的应用

为了有效分析电气设备局部放电信号基于时域和频域的联合特性,本文采用平滑伪Wigner-Ville分布对放电信号进行时频分析,有效解决了Wigner-Ville分布中存在交叉干扰的问题。为了验证平滑伪Wigner-Ville分布的有效性,本文分别采用Wigner-Ville分布和平滑伪Wigner-Ville分布对局部放电信号进行分析。实验结果表明,平滑伪Wigner-Ville分布可以有效分析局部放电信号的时频特性。     

基于小波变换和灰度-梯度共生矩阵的局部放电特征提取及识别

为了能够充分利用局部放电(Partial Discharge, PD)信号中包含的特征信息,提高变压器内部局部放电类型的识别率,文中提出了一种基于小波变换(Wavelet Transform)和灰度-梯度共生矩阵(Gray-GradientCo-occurrence Matrix,GGCM)算法的局部放电类型识别方法。结合变压器内部结构特点,设计四种局部放电缺陷类型,在实验室搭建变压器局部放电实验检测平台,通过脉冲电流法采集局部放电高频电流信号。运用小波变换对非平稳信号处理时的灵活性对局部放电信号脉冲构建时频谱图;然后结合GGCM算法提取时频谱图的15维纹理特征组成特征向量;将特征向量输入到支持向量机(Support Vector Machine,SVM)分类器进行模式识别。结果表明,小波变换和GGCM算法结合的识别方法能够有效地对不同局部放电缺陷类型进行识别。     

变压器局部放电在线监测信号处理技术的研究

针对运行中变压器局部放电在线监测信号中的强烈窄带干扰,分别研究了基于快速Fourier变换(FFT)和时域分析算法的滤波器,对放电高频信号进行信号处理,以抑制干扰。处理结果表明,高频放电信号样本的信噪比可以提高15～20dB。对处理后的高频信号和同时采集到的超高频信号进行了综合分析,发现两种放电样本中的放电脉冲在时延和幅值上均存在着十分明确的相关关系,而干扰样本中则不存在这种对应关系。这一结果可以为局部放电信号的识别提供分析判断的依据。     

大型电机局部放电监测用宽频电流传感器及应用的研究

研制了一套局部放电在监测用的宽频带电流传感器，对其幅频特性进行了分析并给出了实测结果，运用该感器对发电机绝缘中几种典型的局部放电进行了实验，获得了几种放电的时域及频域特征。从而为发电机中不同放电源的识别和绝缘诊断提供了依据，最后给出了使用宽频带电流传感器组成的监测系统对电厂２台发电机的实际测试结果。     

冲击电压下局部放电信号的测量与分析

设计了基于高频电流法的冲击电压局部放电测量系统,获取了油中针板模型在击穿闪络、局部放电、耐压等实验工况下的信号特征。该实验为工频局部放电实验的拓展实验项目,为现场实际的电力设备局部放电检测及故障诊断提供了典型图谱,初步验证了冲击电压下局部放电检测技术的有效性。     

Aging assessment of large generator insulation based on PD measurements

The statistical parameters of phase resolved partial discharge (PD) distribution and ultra-wideband (UWB) characteristics of PD pulse are proposed for aging assessment of large generator insulation. Multi-stress aging tests of the model generator stator bar specimens were performed and PD measurements were conducted using both digital PD detector with frequency ranging from 40 kHz to 400 kHz and UWB PD detector with bandwidth from 10 MHz to 3 GHz at different aging stages. The test results show that the skewness and UWB frequency characteristics of PD can be taken as the characterization parameters for aging assessment of generator insulation. Furthermore, the measurement results of real generator stator bars show that these methods based on statistical parameters and UWB characteristics of PD are prospective for aging assessment and residual lifetime estimation of large generator stator insulation.     

发电机定子绕组中放电脉冲传播规律的实验研究

研究了在大型汽轮发电机定子绕组中，局部放电产生的陡前沿脉冲传播这一复杂的电磁暂态过程。介绍了在１００ＭＷ和２００ＭＷ的汽轮发电机定子绕组下线过程中，对单根线棒、半相绕组、单相绕组、三相绕组，施加以陡前沿脉冲及其响应的实测结果。波形记录采用高速的数字示波器ＨＰ５４５０２Ａ。通过对实验结果的分析处理，得到了陡前沿放电脉冲在定子绕组中传播的衰减与延迟的规律，和绕组的频率特性。研究的结果可为大型发电机定子绕组绝缘状态监测提供必要的依据     

局放脉冲在电机绕组及SSC中传播特性的实验

为了全面了解局部放电脉冲在电机定子绕组及检测传感器中的传播特性,在应用部分单元等效电路(partia le lem en t equ iva len t c ircu it,PEEC)模型分析定子槽耦合器(stator slot coup ler,SSC)与绕组线棒耦合通道特性的基础上,对一台模拟实验电机的定子绕组进行了系统的实验研究。得到了单个线圈及其端部的传播通道频率特性、一相绕组传播通道频率特性和相间耦合的频率特性,并在一相绕组的不同位置放入SSC,时域下分析了各个传感器对脉冲信号的耦合结果。所得到的规律可为分析电机定子绕组局部放电特征及其检测提供有效的指导。     

一种检测电力变压器局放信号的离散小波算法

大型电力变压器经常发生局部放电现象,必将导致绝缘层破坏,停电事故发生甚至变压器解体,因此,必须在线检测局部放电信号.作者分析了可能存在的各种干扰源及其特征(包括干扰源频率的分布范围),讨论了各种干扰源进入检测系统的3种途径并提出了相应的抑制措施,设计了用于计算机模拟的局放检测信号.针对高频的局放信号,提出了一种改进型快速小波变换分解及重构算法,对仿真的局部放电信号进行了分解与重构.该算法对低频信号具有较低的频率分辨率,而对高频信号具有较高的频率分辨率.仿真结果表明,改进的快速小波变换分解与重构方法能有效地滤除强载波干扰,不失真地提取出局部放电信号幅值及其放电时间.     

变压器局放电故障测向的复倒谱去混响方法

变压器绝缘劣化是导致局部放电的主要原因,研究局部放电精确测向,对整个电网的安全运行具有很重要的工程意义。由于变压器的结构比较复杂,发生局部放电时,光纤超声传感器阵列接收到的局放信号包含通过油箱壁、铁芯、绕组等介质平面反射散射的局放信号,对局放点测向造成很大误差。本文研究了最小相位分解法去混响算法,并基于研制的阵列进行油中局部放电测向实验,采用MUSIC算法计算放电源的DOA。实验结果表明最小相位分解法去混响能将局放信号中的混响部分有效抑制,去混响后的测向精度有明显改善。     

油中多层绝缘介质局部放电现象的研究

设备在损坏之前均存在局部放电信号,对油中多层绝缘介质局部放电研究可预测设备的损坏过程,以便保障其安全运行．笔者对油中多层绝缘纸在固定外加电压状态下放电发展规律进行研究,发现这种绝缘结构的放电幅值、频率随时间交替变化,最后发展到击穿．     

基于电缆频率特性及信号脉冲宽度的电缆局部放电在线定位方法

为减小电力电缆局部放电定位过程中噪声及反射脉冲的干扰,实现局放源的在线定位,提出了基于频率特性及信号脉冲宽度的电缆局部放电定位方法。该方法通过模拟局放脉冲信号在电缆中的传播,分析了局部放电脉冲信号在电缆中的传播特性,推导出考虑频率特性的脉宽变化函数关系式,最后结合实测的脉宽与传输距离的拟合曲线,通过迭代计算获取准确的故障位置。利用PSCAD/EMTDC搭建电缆模型,在不同故障距离下的对该方法进行仿真验证,并与小波变换的定位结果进行比较,结果表明其定位误差低于0.6%,说明该方法具有较高的准确性与实用性。     

UHF局部放电信号包络检波电路设计与实现

气体绝缘组合电器局部放电产生的特高频信号频率大多分布在300 MHz～1.5 GHz,直接对特高频原始信号进行采样和分析,要求系统必须具备较高的采样率,导致需要处理传输的数据量巨大,成本高昂,工程应用困难.而气体绝缘组合电器局部放电产生的特高频信号的包络波形同样携带着大量的放电缺陷特征信息,对提取的包络波形进行采样处理,一方面可以大大降低对系统采样率的要求,另一方面也保留了局部放电缺陷大部分的特征信息.根据气体绝缘组合电器局部放电产生的特高频信号特性,设计实现了一种适用于气体绝缘组合电器局部放电产生的特高频信号的包络提取检波电路,实测结果表明,该检波电路响应速度快、惰性失真小,提取的包络波形与特高频原始信号的轮廓基本一致,较好地保留了气体绝缘组合电器局部放电所携带的特征信息.     

气体泄漏对全封闭组合电器局部放电影响的仿真分析

气体泄漏对气体绝缘全封闭组合电器(gas insulated substation,GIS)局部放电的影响有待研究,但缺少相关研究手段。为此,首先提出等效相对介电常数的概念,推导等效相对介电常数与气室压强、温度、分子数等的关系,从极化原理上分析其表征气体泄露程度的可行性;然后利用XFdtd三维电磁场仿真软件建立同轴波导结构自由金属微粒缺陷下的局部放电(partial discharge,PD)模型,仿真分析发生气体泄露后的局部放电情况;通过对特高频(ultra high frequency,UHF)电磁波时域信号与放电频谱的分析,探究气体泄漏的影响。仿真结果表明,基于等效相对介电常数气体泄漏对GIS局部放电影响的分析得以实现,同时揭示了脉冲宽度、主频、信号幅值等特征量的变化规律。