基于局部放电特征的油纸绝缘热老化阶段识别研究

发布时间：2017-07-20 15:29

  本文关键词：基于局部放电特征的油纸绝缘热老化阶段识别研究

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【摘要】：油纸绝缘是油浸电力变压器的重要绝缘形式,而热老化是引起油纸绝缘劣化的主要原因。局部放电信号中蕴含着丰富的绝缘老化信息,本文重点研究了表征油纸绝缘热老化程度的局部放电信号特征,以及油纸绝缘不同热老化阶段的状态识别方法,为变压器的状态监测和寿命预测与评估奠定基础。首先,根据CIGRE Method II标准制作油纸绝缘气隙缺陷放电模型,在高压实验室进行气隙样本的加速热老化试验,并根据脉冲电流法,采集了0-21天七个热老化阶段模型的局部放电信号;利用不同热老化阶段样本的聚合度数据,验证了热老化阶段节点划分的合理性;选用db8小波软阈值去噪法对实测的局部放电信号进行去噪预处理。其次,构造了两种包含热老化信息的局部放电特征量。一种是先构造局放信号的三维谱图特征矩阵,然后作奇异值分解,取前15位奇数位的奇异值构成三维谱图-SVD特征向量;第二种是先对局放信号进行EMD分解,根据相关系数筛选出14个IMF分量构造特征矩阵并作奇异值分解,得到14维EMD-SVD特征。分别采用图、表方式对这两种特征随热老化程度变化的差异性进行比对。最后,采用上述两种表征热老化程度的局放信号特征量,对支持向量机(SVM)和随机森林分类器的模式识别能力进行了比较。结果表明,随机森林的识别率高于SVM。在此基础上,采用随机森林分类器,对三维谱图-SVD特征和EMD-SVD特征所对应的油纸绝缘0-21天的七个热老化阶段分别进行识别。结果表明:采用三维谱图-SVD特征的老化阶段识别率均仅在60%左右,且稳定性较差;而采用EMD-SVD特征的识别率在90%左右,且稳定性较强。这表明局放信号的EMD-SVD特征对油纸绝缘热老化阶段特性的表征能力强于三维谱图-SVD特征。
【关键词】：油纸绝缘热老化 局部放电 特征提取 阶段识别 随机森林
【学位授予单位】：中国矿业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM855
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-15
• 变量注释表15-17
• 1 绪论17-28
• 1.1 课题的研究背景及意义17-18
• 1.2 变压器油纸绝缘老化的研究现状18-23
• 1.3 变压器局部放电研究现状23-27
• 1.4 本文主要研究内容及目标27-28
• 2 油纸绝缘热老化试验及局部放电测量28-38
• 2.1 油纸绝缘气隙放电原因及特性28-30
• 2.2 油纸绝缘热老化试验30-33
• 2.3 热老化过程中的局部放电测量33-36
• 2.4 油纸绝缘试品聚合度测量结果36-37
• 2.5 本章小结37-38
• 3 局部放电信号去噪38-44
• 3.1 噪声的来源及预防38
• 3.2 小波阈值去噪简介38-40
• 3.3 局部放电仿真信号及实测信号去噪分析40-43
• 3.4 本章小结43-44
• 4 局部放电特征量提取44-61
• 4.1 引言44
• 4.2 三维谱图-SVD特征44-53
• 4.3 EMD-SVD特征53-60
• 4.4 本章小结60-61
• 5 基于随机森林的局部放电信号老化阶段识别61-71
• 5.1 决策树简介61-63
• 5.2 随机森林算法理论63-67
• 5.3 基于两类特征的SVM识别与随机森林识别67-70
• 5.4 本章小结70-71
• 6 结论与展望71-72
• 参考文献72-77
• 作者简历77-79
• 学位论文数据集79

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本文编号：568761