[发明专利]一种基于快速kurtogram算法的分接开关振动信号降噪方法

说明书

本发明公开了一种基于快速kurtogram算法的分接开关振动信号降噪方法，首先通过加速度传感器对分接开关振动信号进行采集；其次对采集到的振动信号进行相空间重构，得到m组子向量；对每个子向量进行快速kurtogram算法分析，即求取每个子向量的快速谱峭度图谱，然后分别对这m组快速谱峭度图谱进行取平均，得到谱峭度值最大处的中心频率和相应的频率分辨率，即得出滤波器参数；基于滤波器参数对分接开关振动信号进行带通滤波处理。本发明克服了人为的偶然性和局限性，很好的反映振动信号故障特征频率，有效地削弱脉冲干扰成分对原谱峭度图结果的影响。

技术领域

本发明涉及一种基于快速kurtogram算法的分接开关振动信号 降噪方法，属于分接开关振动信号处理技术领域。

背景技术

目前，变压器有载分接开关OLTC作为变压器的核心部件之一， 在电力系统中发挥着稳定负荷中心电压，调节无功潮流，增加电网调 度灵活性等重要作用。在有载分接开关操作过程中，机构零部件之间 的碰撞或摩擦会产生振动信号，这些振动信号包含着丰富的设备状态 信息。但现场采集到的振动信号往往含有异常数据和各种噪声，会影 响振动信号分析的结果。所以在对振动信号分析之前，选择合适的降 噪方法对含噪信号降噪非常重要，有助于提高信号特征提取的精度。

在传统的信号处理方法中，信号降噪是利用频谱分析技术来实现 的，即通过傅里叶变换把信号变换到频域内进行分析。当噪声和信号 在频域内可分时，可以通过设计合适的滤波器，滤除噪声部分所对应 的频带，从而达到降噪的目的。然而传统的带通滤波存在带通滤波器 参数(中心频率和频率分辨率)需要人为确定，具有巨大的偶然性和 局限性等缺点。针对这些缺点，学者提出了峭度的概念，但是峭度指 标易受噪声的干扰且无法反映冲击的变化特征；针对峭度无法反映冲 击的变化特征这一缺点，国外学者提出了既能反映瞬态冲击强弱，又 能指示其频率的谱峭度指标，但该算法对非平稳信号的冲击特征无法反映；针对上述缺点，提出了快速kurtogram算法，通过合理选取中 心频率以及频率分辨率可使不平稳信号的谱峭度指标达到最大，从而 更好的反映冲击故障特征。

发明内容

目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种基于快 速kurtogram算法的分接开关振动信号降噪方法，降噪效果好，算法 简单，可操性强。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种基于快速kurtogram算法的分接开关振动信号降噪方法，包 括如下步骤：

步骤1：通过加速度传感器对分接开关运行状态下的振动信号进 行采集；

步骤2：对采集到的振动信号进行相空间重构，得到若干个子向 量；

步骤3：对每个子向量进行快速kurtogram算法分析，然后对得 到的m组快速谱峭度图谱分别取平均值，得出谱峭度指标最大的中心 频率和相应的频率分辨率；

步骤4：基于取得的平均谱峭度中最大峭度对应的中心频率及带 宽对振动信号进行带通滤波。

所述步骤1包括：采集分接开关的振动信号，数据采集卡在分接 开关模拟运行时以50kHz的速率采集6000点振动数据送至PC机进行 处理。

所述步骤2包括：

设分接开关振动时间序列{x_t,t＝1,2,3,…,N}，其中N为信号采集点 数量。

2.1：从原始时间序列中抽取子序列{x₁,x₂,…,x_n}作为n维相空间重 构的第一个向量y₁；

2.2：向右移动一个步长，抽取{x₂,x₃,…,x_n+1}作为n维相空间的第 二个向量y₂；