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【6h】

变压器局放信号传播特性及小波包熵阈值法去干扰的研究

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目录

文摘

英文文摘

1绪论

1.1电力变压器局部放电在线监测的意义

1.2变压器局部放电信号检测的研究现状

1.2.1局部放电信号的传播特性和传感器设计

1.2.2抑制局部放电在线监测现场干扰的信号处理技术

1.2.3小波分析在局部放电在线监测干扰抑制中的应用

1.3本文的主要内容

2局部放电信号在变压器绕组中的传播特性

2.1引言

2.2变压器绕组的频率特性

2.2.1变压器线圈的暂态模型

2.2.2绕组的电压传输函数及其容性频带

2.3考虑复杂系统的局部放电信号传播的频率特性

2.3.1纠结式双绕组变压器仿真模型

2.3.2局部放电源模型

2.3.3仿真模拟结果

2.4小结

3局部放电在线监测微电流传感器研究

3.1引言

3.2局部放电在线监测电流传感器的理论分析

3.3局部放电在线监测电流传感器的仿真研究

3.3.1传感器交流小信号分析

3.3.2传感器各参数的“灵敏度”分析

3.3.3仿真结果

3.4在线监测系统频带对局放电信号的影响和频率补偿

3.5小结

4小波包变换抑制窄带干扰和白噪声干扰

4.1引言

4.2小波分析的基本思想

4.3小波变换和小波包变换的频域分割

4.3.1二进小波变换及其频域分割

4.3.2小波包变换及其频域分割

4.4小波包变换熵阀值法去除周期性窄带干扰

4.4.1小波包变换熵阀值法的基本原理

4.4.2熵阀值的确定

4.5小波包变换去除白噪声干扰

4.5.1局部放电信号和白噪声干扰的小波变换特性

5.5.2基于门限值法的小波包变换去噪算法

4.6小结

5仿真计算和实测分析

5.1仿真信号模型

5.2小波包变换熵阀值法的性能分析

5.3小波包变换熵阀值法去除窄带干扰的影响因素分析

5.4实测数据处理

5.4.1实验室实测数据处理

5.4.2现场实测数据处理

5.5小波包变换去除白噪声干扰的仿真和实测分析

5.5.1小波包变换去除白噪声的σ→fxL曲线

5.5.2小波包变换去除白噪声的信号失真分析

5.5.3小波包变换去除白噪声的实测分析

5.6小结

6结论

致谢

参考文献

作者在攻读硕士学位期间发表的论文目录

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摘要

变压器局部放电在线监测是高电压绝缘检测与诊断领域研究的热点课题。由于实际产生于变压器内部的局部放电信号非常微弱,加上现场严重的电磁干扰,局部放电信号的在线获取困难很大。现有技术虽然取得了一定效果,但还不能满足工程应用的要求。 本文针对现存的问题,从局放信号的传播和干扰的抑制两方面研究了脉冲电流法用于变压器局部放电在线监测。 首先,以Saber为工具,建立了变压器绕组及其所联网络和设备的暂态模型,研究了局部放电信号在其中传播的频率特性。分析了绕组的外联网络、不同的监测点、低压绕组、中性点接地方式等对局放信号幅度、频谱的影响,为局部放电在线监测频带、监测点的选择以及局放的定位提出了具体的建议。同时,结合传播特性,研究了局部放电在线监测宽带微电流传感器,并就线圈匝数、杂散电容和负载电阻等对传感器通频带、灵敏度等性能参数的影响进行了分析。 首次提出用于抑制局部放电在线监测中周期性窄带干扰的小波包变换熵阈值法(ETM)。利用小波包变换的频域分割特性,将信号信息测度的香农熵作为局部放电信号的小波包变换树节点存在窄带干扰与否的判据,成功地去除了窄带干扰。大量的仿真数据、实验室实测数据以及现场实测数据处理结果表明,小波包变换熵阈值法抑制干扰能力强,无需事先确定干扰的分布,能够准确检测局部放电信号的相位信息,对于单一的放电类型,可以确定放电量的大小。另外,还研究了信号的采样率、局放脉冲的波形、衰减时间常数、时间间隔、基小波的选取、干扰的中心频率和数目、熵阈值以及信噪比对处理效果的影响。 基于小波包变换的非平稳信号消噪算法(WPM)已较为成熟,本文将其应用于局部放电在线监测,通过研究其对不同局放波形、采样率、噪声水平下的处理效果,首次提出了理想白噪声条件下提取局部放电信号的σ→fsL曲线,分析了各种因素对该算法下信号失真的影响。 本文所取得的结论对变压器局部放电在线监测系统的设计具有一定的指导意义,其中一些方法经实测数据的验证,可直接用于局部放电在线监测。

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