基于超声波信号的变压器局部放电时频特性及特征提取研究.docx

基于超声波信号的变压器局部放电时频特性及特征提取研究
基于超声波信号的变压器局部放电时频特性及特征提取研究
摘要：
变压器是电力系统中不可或缺的设备之一，其正常运行对电网的稳定性和可靠性至关重要。然而，由于各种因素的综合作用，变压器往往会出现局部放电现象，这会导致设备的损坏甚至火灾的发生。因此，研究变压器局部放电的时频特性及特征提取方法对于实时监测和预警有着重要意义。
本文针对变压器局部放电问题，将超声波技术应用于其故障诊断和监测。首先，介绍了变压器局部放电的原理和对设备造成的损坏。然后，详细介绍了超声波信号的获取方法和传感器的选择。接着，针对超声波信号进行了时频分析，分析了其在不同频率范围内的特性，并提出了基于小波变换的时频分析方法。通过对实验数据的处理，提取了局部放电信号的时频特征。
针对时频特征提取问题，本文提出了一种基于小波变换和频谱特征的方法。通过对局部放电信号进行小波变换，将信号在时频域内分解成多个子带，从而更好地捕捉局部放电信号的时频特征。然后，利用频谱特征提取方法对子带信号进行特征提取，例如能量、频率和幅度等。通过对实际变压器的监测数据进行特征提取和分析，验证了该方法的有效性。
最后，本文总结了基于超声波信号的变压器局部放电时频特性及特征提取方法的研究成果，并对未来的研究方向进行了展望。研究结果表明，超声波技术在变压器局部放电故障诊断和监测中具有良好的应用前景，特征提取方法对于故障的发现和诊断有着重要的作用。
关键词：变压器；局部放电；超声波信号；时频特性；特征提取
Abstract:
Transformerisoneoftheindispensableequipmentinpowersystem,anditsnormaloperationiscrucialforthestabilityandreliabilityofthegrid.However,duetothecombinedeffectofvariousfactors,localdischargephenomenaoftenoccurintransformers,whichcanleadtoequipmentdamageandevenfires.Therefore,studyingthetime-frequencycharacteristicsandfeatureextractionmethodsoflocaldischargeintransformersisofgreatsignificanceforreal-timemonitoringandearlywarning.
Inthispaper,ultrasoundtechnologyisappliedtothefaultdiagnosisandmonitoringoflocaldischargeintransformers.Firstly,theprinciplesoflocaldischargeintransformersandthedamagecausedtotheequipmentareintroduced.Then,themethodsofobtainingultrasoundsignalsandselectingsensorsaredescribedindetail.Subsequently,thetime-frequencyanalysisofultrasoundsignalsiscarriedout,andthecharacteristicsofsignalsindifferentfrequencyrangesareanalyzed.Atime-frequencyanalysismethodbasedonwavelettransformisproposed.Byprocessingexperimentaldata,thetime-frequencycharacteristicsoflocaldischargesignalsareextracted.
Regardingtheproblemoffeatureextraction,amethodbasedonwavelettransformandspectralfeaturesisproposedinthispaper.Byapplyingwavelettransformtolocaldischargesignals,thesignalscanbedecomposedintomultiplesub-bandsinthetime-frequencydomain,whichbettercapturesthetime-frequencycharacteristicsoflocaldischargesignals.Then,spectralfeatu