抑制局部放电信号窄带干扰的快速算法

为消除与抑制窄带干扰对电力设备局部放电信号在线监测的影响,提出了一种将快速傅里叶变换（FFT）与小波变换相融合的快速算法,即先对信号进行FFT,从窄带干扰背景中有效提取局部放电信号,再利用小波变换对FFT处理后的局部放电信号进一步消噪。对仿真信号和实测信号的分析结果表明,该方法对窄带干扰有较好的消噪效果,并且得到的局部放电信号失真较小。     

FFT与小波分析应用于抑制局部放电窄带干扰

局部放电极易被噪声污染,众多干扰中载波通讯、高频保护、无线电广播等周期干扰尤其严重,而窄带干扰严重时可能完全淹没局部放电信号,这给局部放电的检测工作带来了巨大困难。为了从强的窄带干扰背景中有效提取局部放电信号,在基于FFT与小波分析理论的基础上,根据窄带干扰与局部放电信号具有不同频谱的特性,提出了抑制局部放电信号窄带干扰的新方法。考虑FFT处理方法的频谱泄漏性,再用小波变换对FFT处理后的局部放电信号进行进一步消噪,由此能够取得很好的消噪效果。仿真结果表明,此方法对窄带干扰去噪要比FFT、小波及小波模极大值去噪效果好,且得到的局部放电信号失真小。     

基于变分模态分解和小波分析的变压器局部放电去噪研究*

为有效去除变压器局部放电信号中大量的电磁干扰,针对现有经验模态分解存在模态混叠等问题,提出将一种新的信号分解算法——变分模态分解结合小波运用在变压器局部放电信号中来抑制窄带周期干扰和白噪声。首先利用变分模态分解将含噪信号分解成若干个以某中心频率波动的模态,在分解过程中自动滤去白噪声;然后提取含局部放电信息的模态进行重构;最后通过小波去除残余窄带周期干扰,进而实现干扰抑制。仿真和实测信号分析结果表明,该方法能很好地抑制两类干扰,保留局部放电信号特征,验证了采用变分模态分解结合小波去除噪声的有效性,为局部放电信号去噪提供了一种新的方法。     

FFT与交叉验证在局部放电窄带干扰抑制中的应用

根据窄带干扰与局部放电信号具有不同频谱的特性,提出了一种基于FFT和交叉验证相结合的抑制局部放电窄带干扰的方法。先用FFT对信号进行消噪,再用交叉验证方法对消噪后信号进一步处理,由此能有效去除局部放电中的窄带干扰。仿真结果表明,该方法能有效提高信噪比,失真小,去除窄带干扰优于FFT及小波。     

基于Hankel矩阵和奇异值分解的局部放电窄带干扰抑制方法EI北大核心CSCD

针对高压设备局部放电信号的周期性窄带干扰抑制问题,提出一种基于Hankel矩阵和奇异值分解的窄带干扰抑制方法。首先,通过染噪局部放电信号采样序列构造Hankel矩阵,作为轨迹矩阵,并对其做奇异值分解;研究窄带干扰奇异值分解的规律,并在该规律的基础上利用奇异熵增量和K均值算法找出窄带干扰对应的奇异值,对窄带干扰进行重构;得到窄带干扰后,从染噪信号中将其除去,获得只含有白噪声的局放(partial discharge,PD)信号。对染噪局部放电仿真信号、实测信号进行窄带干扰抑制,并与改进FFT阈值法、小波降噪的结果进行对比分析。结果表明:该方法对窄带干扰的抑制效果更好,波形相似度更高。     

基于Hankel矩阵和奇异值分解的局部放电窄带干扰抑制方法

针对高压设备局部放电信号的周期性窄带干扰抑制问题,提出一种基于Hankel矩阵和奇异值分解的窄带干扰抑制方法。首先,通过染噪局部放电信号采样序列构造Hankel矩阵,作为轨迹矩阵,并对其做奇异值分解;研究窄带干扰奇异值分解的规律,并在该规律的基础上利用奇异熵增量和K均值算法找出窄带干扰对应的奇异值,对窄带干扰进行重构;得到窄带干扰后,从染噪信号中将其除去,获得只含有白噪声的局放(partial discharge,PD)信号。对染噪局部放电仿真信号、实测信号进行窄带干扰抑制,并与改进FFT阈值法、小波降噪的结果进行对比分析。结果表明:该方法对窄带干扰的抑制效果更好,波形相似度更高。     

基于SAMP-VMD的局放信号去噪方法

针对电力设备局部放电信号容易受到环境中的窄带噪声和白噪声的干扰,为了更好保留局放信号特征以便后续进行故障诊断和预测,提出了一种基于压缩感知重构和变分模态分解的变压器局部放电信号去噪方法。该方法首先使用窗函数抑制窄带干扰的频率泄露,之后利用窄带干扰在频域上与局放信号和白噪声之间稀疏度的差异从而将窄带信号进行分离重构以抑制窄带噪声,其次通过改进变分模态分解方法根据各模态含有局放信号信息的多少来对不同模态进行分类去噪,最终恢复出局放信号。通过仿真及实测信号对该方法进行去噪效果测试,并与奇异值分解和变分模态分解去噪方法的去噪效果进行对比,结果表明该方法能够有效抑制局部放电信号的干扰,相比传统算法的波形相似系数提升约2%,能够更好的保留局部放电信号的波形特征。     

一种基于谱峭度的局部放电信号提取新方法

针对局部放电信号中受到的平稳随机型干扰和窄带周期型干扰,提出了一种基于谱峭度的局部放电信号提取方法。首先求取出含噪局部放电信号的谱峭度,然后根据谱峭度设计自适应带通Wiener滤波器。对经过滤波器滤波后的信号进行小波平滑去噪,提取出更加精确的局部放电信号。分别采用所提方法和小波阈值去噪方法提取局部放电信号,结果表明,所提方法能够很好地抑制平稳随机型干扰和窄带周期型干扰,且各个性能指标都优于小波阈值去噪方法。     

基于CEEMDAN与改进小波阈值的电缆局部放电信号降噪方法

对检测到的电缆局部放电信号降噪是实现电缆绝缘诊断与评估的前提,为此提出一种基于自适应噪声的完备集合经验模态分解(CEEMDAN)与改进小波阈值的电缆局部放电信号降噪方法。首先,采用CEEMDAN算法将染噪局部放电信号进行分解,得到数个模态分量;然后,计算模态分量的峭度值,筛选出有效特征分量并重构;最后,将重构信号通过改进小波阈值法再次降噪去除冗余噪声,得到降噪后的局部放电信号。将该方法、传统小波阈值法及集合经验模态分解与改进小波阈值法分别用于不同噪声强度下局部放电仿真信号的降噪处理,结果表明该方法具有更高的信噪比与波形相似系数,能有效抑制周期性窄带干扰与白噪声。     

局部放电在线监测的数据分析及现场干扰抑制

分析总结了局部放电在线监测数据及现场干扰抑制的经验,基于变压器油中局部放电特征的试验研究提出了小波变换局部放电干扰抑制法。该法充分利用局部放电信号特征,采用多尺度分析及多工频周期叠加方法抑制干扰。数据处理结果表明该法可有效抑制现场局部放电测量中的白噪、周期性窄带及随机性脉冲干扰。     

局部放电信号中的白噪声和窄带干扰

分析了局部放电信号中白噪声和周期性窄带干扰经小波变换后的不同特性 ,提出了抑制局部放电信号中白噪声干扰和周期性窄带干扰的分层式综合处理小波包变换算法。结果表明 ,用小波包变换提取局部放电信号有较好的自适应能力     

基于广义S变换模时频矩阵的局部放电特高频信号去噪方法

为有效抑制局部放电特高频信号中的噪声干扰,提出一种基于广义S变换模时频矩阵的去噪方法。基于二维模时频矩阵,采用区域最大能量法提取周期性窄带干扰的特征量,并通过矩阵逆向分离将其去除;采用奇异值分解去噪方法抑制信号中的高斯白噪声。使用该方法对仿真信号和实验室实测信号进行去噪处理,并与传统方法去噪结果进行对比。结果表明,所提方法能有效抑制局部放电信号特高频信号中的噪声,同时更好地保留了原始局部放电信号特征。对现场实测信号进行去噪处理,与传统方法相比,该方法具有较高的噪声抑制比和较低的幅值衰减比,可以有效提取局部放电超高频信号。     

基于广义S变换和随机子空间的局放窄带干扰抑制方法

为了解决传统方法难以有效抑制局部放电中周期性窄带干扰的问题,本文提出了一种基于广义S变换和随机子空间的局部放电窄带干扰抑制方法.该方法首先利用广义S变换将染噪局放信号从时域变换到时频域中,接着利用局放信号和窄带干扰不同的时频特征确定窄带干扰数目和无局放时间片段,最后利用随机子空间算法估计窄带干扰参数,实现染噪局放信号的窄带干扰抑制.仿真和实际测试结果表明:相比于传统的广义S变换模矩阵方法和频率切片小波变换方法,本文所提方法对窄带干扰抑制效果更好,能更好地恢复原始局放波形.     

基于EEMD与KICA的局部放电窄带干扰抑制

窄带干扰严重时可能完全淹没局部放电信号,给局部放电检测工作带来巨大困难。针对局放信号经验模态分解模态混叠现象,提出采用集合经验模态分解与核独立分量分析抑制局部放电窄带干扰的方法。在局放信号叠加不同频率、不同幅值的窄带干扰情况下,该方法能较好地提取出局放信号,有效提高信噪比且信号失真小。仿真和现场测试信号的处理结果均验证了所提方法的有效性。     

基于Spc-Shrink平稳小波变换的GIS局部放电降噪方法

气体绝缘金属封闭开关设备进行局部放电检测时易受到白噪声的影响。为了有效滤除局部放电信号中的白噪声干扰,提出了一种基于新型噪声阈值规则的平稳小波降噪方法。该方法利用统计过程控制理论确定了小波系数的初始上限和下限,并根据每层小波系数的统计特征迭代更新上限与下限,通过该上、下限求出信号的噪声阈值水平,从而对局部放电信号的进行自适应降噪。所使用的平稳小波变换摒弃了传统小波的下采样步骤,对局部放电信号的表征更为完整。本文对三种5 dB染噪局部放电信号进行噪声抑制,降噪后信噪比达到19.1433 dB,均方根误差维持在0.03以内。而处理实验室平台下采集的染噪局部放电信号,信号抑制比为17.1769。本文所提算法能较好抑制局部放电信号中的噪声,去噪后的波形特征明显,失真程度低。     

抑制局部放电信号中周期性窄带干扰的子空间重构方法

为有效提取局部放电信号,提出一种基于子空间重构的窄带干扰抑制方法。对局部放电信号数据形成的HANKEL矩阵进行奇异值分解,将信号划分为窄带干扰子空间和局部放电信号子空间。利用子空间数据重构窄带干扰波形,然后与原始数据相减,得到抑制干扰后的局部放电信号。该方法能在保证局部放电信号失真较小的同时有效去除窄带干扰,抗随机干扰能力较强。仿真和实测信号的处理结果验证了其有效性。     

基于广义S变换与数学形态学的局部放电窄带干扰抑制方法

针对高压电力设备局部放电信号受周期性窄带干扰影响大的问题,提出了一种基于广义S变换与数学形态学的局部放电窄带干扰抑制方法。该方法可以从染噪局部放电(partial discharge,PD)信号中分离出原始PD信号和窄带干扰信号的时频谱图,从而在时频域内准确辨识出窄带干扰和原始PD信号,避免强能量的窄带干扰掩盖原始PD信号时频特征的问题。再利用总体最小二乘不变旋转矢量技术准确估计窄带干扰的特征参数,以抑制染噪PD信号中窄带干扰。对仿真和实测PD信号开展窄带干扰的抑制测试,测试结果表明：该文所提方法可以有效分离出染噪PD信号时频谱图中窄带干扰和PD信号,提高了时频分析的准确率;同时相比于传统的快速傅里叶变换(fast Fourier transform,FFT)算法谱最小熵解卷积滤波法和自适应奇异值分解法,该文方法能够有效抑制小幅值的窄带干扰,具备更好的窄带干扰抑制效果,以恢复局放信号的波形特征。     

局部放电信号检测的HHT-MDL自适应阈值算法

基于局部放电信号特征,将HHT与信息论的MDL 判据相结合应用于局部放电信号的提取.该算法以多分辨率的EMD为基础,结合MDL判据自适应地确定EMD得到的IMF的阈值,来提取局部放电信号,同时还得到局部放电信号的时间-相位-幅值谱.对于强周期窄带干扰,提出了先用FFT预处理后,再用HHT和MDL消噪的简单算法.该算法综合了这两种方法的优点:无需定义任何基函数,无需事先知道噪声的水平,不需要预置阈值、不需要选择阈值行为方式,有较强的自适应性.仿真结果表明,本方法能够有效地消除局部放电中的噪声,其效果优于基于小波和MDL准则的消噪算法,为局部放电信号的消噪提供了一种新思路.     

局部放电信号检测的HHT-MDL自适应阈值算法

基于局部放电信号特征,将HHT与信息论的MDL 判据相结合应用于局部放电信号的提取。该算法以多分辨率的EMD为基础,结合MDL判据自适应地确定EMD得到的IMF的阈值,来提取局部放电信号,同时还得到局部放电信号的时间-相位-幅值谱。对于强周期窄带干扰,提出了先用FFT预处理后,再用HHT和MDL消噪的简单算法。该算法综合了这两种方法的优点：无需定义任何基函数,无需事先知道噪声的水平,不需要预置阈值、不需要选择阈值行为方式,有较强的自适应性。仿真结果表明,本方法能够有效地消除局部放电中的噪声,其效果优于基于小波和MDL准则的消噪算法,为局部放电信号的消噪提供了一种新思路。     

基于小波多尺度变换的电力电缆局部放电去噪方法研究

由于强烈的白噪声、周期性窄带信号以及随机脉冲信号等外部干扰因素,电力电缆局部放电在线监测技术中的局部放电信号提取工作一直是一个重点研究课题。本文对小波多尺度变换进行了深入研究,分析了电力电缆局部放电信号及其干扰在小波多尺度变换后的不同特性。去噪结果表明该方法适用于抑制电力电缆局部放电在线监测中的噪声干扰。