基于小波理论的电力变压器振动信号特性研究

论文摘要

电力变压器作为电力系统的重要设备,它的运行状态直接关系到整个电力系统的运行。为了能及时发现变压器的事故隐患,避免突发故障,开展对变压器在线监测系统的新方法的研究具有十分重要的意义。本文首先设计了基于LabVIEW虚拟仪器技术的变压器振动在线监测软件,能够对变压器振动信号进行提取和简单处理分析。在线监测软件可以对信号进行采集,显示出波形、频谱,并对监测到的数据进行保存,方便对历史数据进行查询。其主要功能模块有:数据采集模块、实时波形分析模块、实时趋势分析模块、实时棒图分析模块、历史数据重现模块等。论文的工作重点是利用小波变换对振动信号进行特性分析,提取特征信息。首先对信号进行去噪、包络谱分析和奇异性检测等一系列处理,其中去噪采用基于改进小波阈值法的平移不变去噪方法,该算法的提出,可以有效提高信号的信噪比,使去噪效果同其他方法相比得到明显改善。包络谱分析采用包络提取和包络细化谱分析方法,奇异性检测通过计算李氏指数的方法来判断奇异性。再根据频段-能量法、小波能量谱监测法、欧几里德距离法和容差范围法等四种信号分析方法对信号特征进行提取。仿真试验结果表明,基于小波理论的变压器振动信号特性分析方法能够对信号特征进行有效提取,为下一步工作打下良好的基础。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 选题背景及意义
• 1.2 电力变压器监测的主要方法
• 1.2.1 电力变压器检测方法的发展
• 1.2.2 电力变压器监测的主要方法
• 1.3 电力变压器振动法在线监测的国内外研究现状
• 1.4 本文主要工作
• 第2章 电力变压器的振动
• 2.1 变压器振动的起因及传播途径
• 2.1.1 变压器振动的起因
• 2.1.2 变压器振动的传播途径
• 2.2 绕组振动特性分析
• 2.3 铁心振动特性分析
• 2.4 本章小结
• 第3章 小波分析的基本理论
• 3.1 傅立叶变换
• 3.1.1 傅立叶变换
• 3.1.2 短时傅立叶变换
• 3.2 小波变换
• 3.2.1 连续小波变换
• 3.2.2 离散小波变换
• 3.2.3 傅立叶变换和小波变换的比较
• 3.3 多分辨率分析和Mallat 算法
• 3.3.1 多分辨率分析
• 3.3.2 Mallat 算法
• 3.4 小波包分析
• 3.4.1 小波包的定义
• 3.4.2 小波包的分解和重构
• 3.4.3 小波包的空间分解
• 3.5 本章小结
• 第4章 基于LabVIEW 的变压器振动在线监测软件设计
• 4.1 虚拟仪器
• 4.2 基于LabVIEW 的变压器振动在线监测软件
• 4.2.1 系统总体设计
• 4.2.2 软件核心模块设计
• 4.3 本章小结
• 第5章 基于小波理论的变压器振动信号分析
• 5.1 信号的去噪
• 5.1.1 改进的阈值函数法
• 5.1.2 基于改进小波阈值法的平移不变去噪方法
• 5.1.3 改进小波阈值法的小波去噪算法步骤
• 5.1.4 仿真实验
• 5.2 信号的包络谱分析
• 5.2.1 包络提取
• 5.2.2 包络细化谱分析
• 5.2.3 仿真实验
• 5.3 信号的奇异性检测
• 5.3.1 奇异性检测原理
• 5.3.2 小波分析用于奇异性检测
• 5.3.3 仿真实验
• 5.4 信号的特性分析
• 5.4.1 频段-能量法
• 5.4.2 小波能量谱监测法
• 5.4.3 欧几里德距离法
• 5.4.4 容差范围法
• 5.5 本章小结
• 第6章 结论与展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其他成果
• 致谢
• 详细摘要