变压器局部放电在线检测系统中的软件抗干扰技术研究
摘要
变压器发生绝缘故障原因大多数是在运行中受到外界因素的影响，使它固有的缺陷扩大，产生局部放电。放电持续发展和剧烈使得变压器局部绝缘老化。因而检测局部放电是变压器绝缘在线监测的主要手段之一。伴随着变压器放电会产生电脉冲、电辐射、超声波、光、局部过热等现象，油中放电还将分解出气体，产生能量损耗等。因此，相应地出现了电脉冲测量、超声波测量、光测量、红外线测量、化学测量、介质损耗率测量、超高频测量等多种测量方法。
在工程应用中，由于传感器所处环境恶劣，所检测到的信号幅度微弱、频谱宽、干扰严重，所以变压器局部放电在线检测的关键技术是抑制干扰。本文从干扰信号的波形及频谱特征入手，详细深入研究了针对各种不同电磁干扰的滤波算法，综合滤波算法的实现可行性，程序的复杂程度，滤波结果的各种指标，提出了最佳滤波方法。
由于小波分析的时频局部化特性，以及其“显微镜”和“放大镜”特性，小波分析越来越多的应用于滤波算法。本文结合多分辨率分析介绍了小波分析的基本理论，对于如何应用小波方法滤除局放信号中的白噪声进行了详细的比较分析并得出相关结论。
最后将各种滤波方法应用于实验室仿真分析，得出结果。
The transformer default is majority caused by the influence of outside factor in operating, which makes the bug of transformer extending, and producing partial discharge. The development of continues and acutely partial discharge leads to partial insulation aging of the transformer. So monitoring the partial discharge is one of the mainly methods on on-line insulation monitoring of the transformer. Accompanying with the transformer discharge, there is the phenomena as electric pulse, electric radiation, ultrasonic, light, and partial over heating etc. And the partial discharge in the oil emits gas and produces the energy wastage. Accordingly many measurements appear, such as the electric pulse measurement, the ultrasonic measurement, the light measures, the infrared measurement, the chemistry measurement, dielectric loss measurement, and the ultra high frequency measurement etc.
In engineering application, because of the bad condition which the sensor places at, the range the detecting signals is weak, the spectrum of it is broad, the interference is serious, so the key technique of on-line discharge monitoring of transformer is repress interference. Beginning with the wave shape and spectrum character of interference, this paper detailed and further does research on many kinds of filter arithmetic aiming at certain kind of electromagnetism interference; colligates the reality possibility of the filter arithmetic, the complication degree of program, and every kind of standard for the filtering result; puts forward the best filtering method.
Wavelet analysis is more and more applied in filter arithmetic, which has the character of time-frequency localization and the character of "microscope" and "magnifier". This paper introduces the basis wavelet theory combined with multi-resolution analysis, detailed compares and analyzes how to filter the white-noise from partial discharge using wavelet method, and puts forward the conclusion.
Finally, apply every kind of filter arithmetic to imitation analysis in the laboratory, and draw a conclusion.
在工程应用中，由于传感器所处环境恶劣，所检测到的信号幅度微弱、频谱宽、干扰严重，所以变压器局部放电在线检测的关键技术是抑制干扰。本文从干扰信号的波形及频谱特征入手，详细深入研究了针对各种不同电磁干扰的滤波算法，综合滤波算法的实现可行性，程序的复杂程度，滤波结果的各种指标，提出了最佳滤波方法。
由于小波分析的时频局部化特性，以及其“显微镜”和“放大镜”特性，小波分析越来越多的应用于滤波算法。本文结合多分辨率分析介绍了小波分析的基本理论，对于如何应用小波方法滤除局放信号中的白噪声进行了详细的比较分析并得出相关结论。
最后将各种滤波方法应用于实验室仿真分析，得出结果。
The transformer default is majority caused by the influence of outside factor in operating, which makes the bug of transformer extending, and producing partial discharge. The development of continues and acutely partial discharge leads to partial insulation aging of the transformer. So monitoring the partial discharge is one of the mainly methods on on-line insulation monitoring of the transformer. Accompanying with the transformer discharge, there is the phenomena as electric pulse, electric radiation, ultrasonic, light, and partial over heating etc. And the partial discharge in the oil emits gas and produces the energy wastage. Accordingly many measurements appear, such as the electric pulse measurement, the ultrasonic measurement, the light measures, the infrared measurement, the chemistry measurement, dielectric loss measurement, and the ultra high frequency measurement etc.
In engineering application, because of the bad condition which the sensor places at, the range the detecting signals is weak, the spectrum of it is broad, the interference is serious, so the key technique of on-line discharge monitoring of transformer is repress interference. Beginning with the wave shape and spectrum character of interference, this paper detailed and further does research on many kinds of filter arithmetic aiming at certain kind of electromagnetism interference; colligates the reality possibility of the filter arithmetic, the complication degree of program, and every kind of standard for the filtering result; puts forward the best filtering method.
Wavelet analysis is more and more applied in filter arithmetic, which has the character of time-frequency localization and the character of "microscope" and "magnifier". This paper introduces the basis wavelet theory combined with multi-resolution analysis, detailed compares and analyzes how to filter the white-noise from partial discharge using wavelet method, and puts forward the conclusion.
Finally, apply every kind of filter arithmetic to imitation analysis in the laboratory, and draw a conclusion.
引文
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7．刘益成。TMS320C54X应用程序设计与开发。北京航空航天大学出版社。
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14．李卫国，周立行。小波变换用于高压电器局部放电信号特征提取的研究，华北电力技术，1997，11
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23．胡明友等。提取局部放电脉冲特征的新算法，高电压技术，1998，9，24卷3期
24．杨春玲等。小波变换用于抑制干扰信号几种方法的比较研究，湖南大学学报，2002，12，29卷6期
25．刘朝晖。用C语言进行DSP软件设计的优化考虑，空军雷达学院学报，2001，
6，15卷2期
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27．陈艳、周力行。变压器局部放电在线监测中的软件抗干扰技术，华北电力技术，2000，4
28．徐淑珍、秦松林等。变压器局部放电在线监测中的实用抗干扰技术，电力系统自动化，2000．10
29．戴玲、文远芳。变压器局放检测的信号处理技术，变压器，2000，12，37卷12期
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31．王哲、蔡维铮、陈学允。电力变压器局部放电在监测中抑制干扰的MAXNET数字滤波技术，哈尔滨工业大学学报，1998，12，30卷6期
32．王祁等。高压变压器局部放电脉冲提取的新方法，高电压技术，1996，3，22卷1期
33．蔡汉添、宋勇。关于子波变换局部极大值信号重构的交替投影算法，数据采集与处理，1998，6，13卷2期
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37．赵学梅等。局部放电在线监测中的自适应滤波方法，电力系统自动化，1999，10，23卷20期
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