局部放电超声信号检测与小波包变换在信号去噪中的应用

发布时间：2017-09-10 17:40

  本文关键词：局部放电超声信号检测与小波包变换在信号去噪中的应用

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【摘要】：在电力设备故障中,绝缘故障一直占有较高的比重,局部放电能够衡量设备的绝缘状况同时也是造成设备绝缘劣化的主要因素,因此通过对局部放电信号进行检测与分析,可以及时发现电力设备存在的绝缘缺陷,从而避免与减少电力事故的发生。本文分析了局放超声信号的特征,搭建了局放超声信号检测实验平台,对电力设备局放信号进行了采集,利用小波包变换技术对局放超声信号中的窄带干扰信号与白噪声进行了去噪处理。本文主要研究内容如下：(1)分析了典型的单气隙绝缘介质的等效电路,用MATLAB软件中simulink模块对单气隙充放电回路进行了仿真研究,仿真结果得出局放发生时,绝缘介质内部存在充放电回路,充放电回路中产生振荡衰减电压与电流且电压与电流的频率均为回路的固有频率。(2)选择与设计了局放超声检测结构模块,搭建了局放超声信号检测实验平台,研究了传感器检测局放时的合理位置布置,采集了电力设备现场的局放超声信号。(3)利用FFT变换、小波变换以及小波包变换等六种不同降噪方法结合能量比、相似度以及信噪比降噪效果评价指标,对1oisbloc信号进行降噪处理,分析得到小波包变换法降噪效果最为理想,小波包降噪的的能量比0.9879,相似度为1.1716,信噪比为16.0726db。(4)设计了小波包分解自适应去噪方法去除局放信号中的周期性窄带干扰,结果表明小波包分解自适应去噪方法比传统的自适应滤波器去噪效果优越,去噪后的信号表现出很好地光滑性,设计了小波包调节阈值法去除局放中的白噪声,结果表明这种方法要比默认阈值去噪效果好,当阈值大小调整为9.5时,能量比取值为0.9807,信噪比取值为15.7449db,相似度为0.7262,取得了较好的去除白噪的效果。
【关键词】：电力设备 局部放电 局放检测平台 窄带干扰与白噪声 小波分析 小波包去噪
【学位授予单位】：昆明理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM855
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第1章 绪论11-17
• 1.1 局部放电研究背景及研究意义11-12
• 1.2 国内外研究现状12-16
• 1.2.1 局部放电检测方法的研究现状12-13
• 1.2.2 局部放电信号去噪方法的研究现状13-16
• 1.3 本论文主要研究内容16-17
• 第2章 电力设备局部放电理论17-23
• 2.1 局部放电的形成机理17
• 2.2 局部放电的种类及放电等效电路仿真17-21
• 2.2.1 局部放电的种类18-19
• 2.2.2 单气隙局放电路仿真19-21
• 2.3 局放产生超声信号的机理21-22
• 2.4 本章小结22-23
• 第3章 局放超声信号检测与分析23-37
• 3.1 局放超声波基本理论与频谱特征23
• 3.2 局放超声信号检测实验平台的搭建23-29
• 3.2.1 超声波传感器模块24-26
• 3.2.2 超声波信号放大器26-27
• 3.2.3 信号采集与滤波27-29
• 3.2.4 局放超声信号检测实验系统29
• 3.3 传感器的布设与电力设备现场局放检测实验29-34
• 3.4 干扰信号的分析34-35
• 3.5 本章小结35-37
• 第4章 小波分析理论与常用去噪方法分析37-47
• 4.1 小波分析理论37-43
• 4.1.1 小波分析的基本概念37
• 4.1.2 连续小波与离散小波的概念与性质37-38
• 4.1.3 多分辨分析与Mallat算法38-40
• 4.1.4 小波包变换的原理及算法40-42
• 4.1.5 小波(小波包)降噪的原理与基本步骤42-43
• 4.1.6 信号降噪的准则43
• 4.2 FFT与小波(包)降噪效果的比较与分析43-46
• 4.3 本章小结46-47
• 第5章 小波包变换在局放信号去噪中的应用研究47-61
• 5.1 仿真信号47-48
• 5.2 仿真信号去噪分析48-59
• 5.2.1 小波包基函数与分解层数的选取48-51
• 5.2.2 最优小波包分解树与阈值函数51-52
• 5.2.3 小波包变换在去除窄带噪声中的应用52-56
• 5.2.4 小波包变换在去除白噪声中的应用56-59
• 5.3 实验现场采集信号处理59
• 5.4 本章小节59-61
• 第6章 总结与展望61-63
• 6.1 工作总结61
• 6.2 工作展望61-63
• 致谢63-65
• 参考文献65-71
• 附录A 攻读硕士学位期间发表的论文目录71-73
• 附录B 攻读硕士学位期间参与的科研项目73-75
• 附录C 攻读硕士学位期间获奖情况75

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