變壓器局部放電監(jiān)測(cè)希爾伯特分形天線優(yōu)化與自適應(yīng)去噪方法.pdf

1、電力變壓器是電力系統(tǒng)重要的樞紐設(shè)備,其安全穩(wěn)定運(yùn)行對(duì)于電力系統(tǒng)尤為關(guān)鍵。電力變壓器的運(yùn)行可靠性很大程度上取決于其絕緣的可靠性。局部放電與變壓器內(nèi)部絕緣缺陷具有緊密聯(lián)系,通過(guò)局部放電在線監(jiān)測(cè)能夠及時(shí)判斷變壓器內(nèi)部絕緣狀態(tài),對(duì)防止電力變壓器事故發(fā)生,保障電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行具有重要意義。本文針對(duì)傳感器技術(shù)、抗干擾、模式識(shí)別等變壓器局部放電在線監(jiān)測(cè)與故障診斷的三個(gè)主要問(wèn)題,總結(jié)分析了變壓器局部放電在線監(jiān)測(cè)研究現(xiàn)狀,對(duì)局部放電監(jiān)測(cè)的分形天線優(yōu)化

2、、自適應(yīng)去噪與識(shí)別等問(wèn)題進(jìn)行了深入的研究。論文主要包括以下內(nèi)容:
　?、俑鶕?jù)希爾伯特分形天線的設(shè)計(jì)原理,提出變壓器局部放電超高頻監(jiān)測(cè)傳感器設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。通過(guò)仿真分析,研究了導(dǎo)體寬度、導(dǎo)體厚度、介質(zhì)厚度、饋電點(diǎn)位置對(duì)分形天線的駐波比、增益和方向性的影響規(guī)律;提出了結(jié)合遺傳算法和仿真計(jì)算的分形天線優(yōu)化方法,以檢測(cè)頻帶內(nèi)駐波比不大于2為設(shè)計(jì)目標(biāo),實(shí)現(xiàn)了四階希爾伯特分形天線的設(shè)計(jì);通過(guò)對(duì)人工油紙絕緣缺陷模型的局部放電檢測(cè),證明了優(yōu)化后的分形天

3、線能夠滿足變壓器局部放電超高頻檢測(cè)的要求。
　?、谘芯苛嘶煦缯褡訛V波器的原理與設(shè)計(jì)方法,提出了抑制窄帶周期干擾的自適應(yīng)混沌振子濾波器。提出了基于Lyapunov指數(shù)法判別混沌振子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了消除局部放電監(jiān)測(cè)窄帶周期性干擾的自適應(yīng)混沌振子濾波器;通過(guò)局部放電信號(hào)去噪實(shí)例,對(duì)比分析了該方法與二階級(jí)聯(lián)IIR格型陷波器的去噪結(jié)果。結(jié)果表明,自適應(yīng)混沌振子濾波器能夠從窄帶周期干擾中有效提取局部放電信號(hào),去噪信號(hào)畸變率與幅值誤差顯

4、著低于陷波器去噪結(jié)果。
　?、刍诮?jīng)驗(yàn)?zāi)Ｊ椒纸饧靶〔ㄩ撝捣ㄔ?提出了局部放電信號(hào)固有模態(tài)自適應(yīng)最優(yōu)小波去噪方法。該方法首先對(duì)局部放電信號(hào)進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｊ椒纸獾玫蕉鄠€(gè)固有模態(tài),對(duì)每個(gè)固有模態(tài)采取自適應(yīng)最優(yōu)小波去噪并相加重構(gòu)得到去噪后信號(hào)。固有模態(tài)小波分解時(shí)基于尺度系數(shù)能量最大原則自適應(yīng)選擇最優(yōu)小波。通過(guò)對(duì)染噪局部放電信號(hào)的去噪試驗(yàn),證明了固有模態(tài)自適應(yīng)最優(yōu)小波去噪對(duì)染噪局部放電信號(hào)造成的畸變更小。
　?、芨鶕?jù)局部放電超高頻監(jiān)測(cè)中

5、的信號(hào)識(shí)別問(wèn)題,提出了局部放電超高頻信號(hào)固有模態(tài)特征提取及識(shí)別方法。首先,設(shè)計(jì)了變壓器典型絕緣缺陷,通過(guò)試驗(yàn)獲得大量局部放電超高頻樣本數(shù)據(jù)。其次,對(duì)局部放電超高頻信號(hào)進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分析,提取固有模態(tài)的分形維數(shù)和能量系數(shù)作為特征量。最后,采取可能性模糊 C-均值算法和反向傳播神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行分類識(shí)別,結(jié)果表明:反向傳播神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)識(shí)別率更高;固有模態(tài)提取的分形特征識(shí)別正確率高于小波系數(shù)。
　　通過(guò)上述研究工作,本文實(shí)現(xiàn)了局部放電監(jiān)測(cè)分形天線的