[发明专利]一种直流气体绝缘电气设备局部放电小波去噪方法

说明书

本发明公开了一种直流气体绝缘电气设备局部放电小波去噪方法，包括步骤：(1)获取直流气体绝缘电气设备典型绝缘缺陷的局部放电电流脉冲信号；(2)利用动态时间规整法选取最优小波，确定最优信号分解层数，通过离散小波变换对局部放电电流脉冲信号进行分解处理，提取各层小波高频分量和最高层小波低频分量；(3)使用自动阈值和中间阈值函数处理各层小波高频分量，去除噪声成分，保留局部放电电流脉冲信号成分；(4)通过离散小波逆变换组合去噪后的各层小波高频分量和原始的最高层小波低频分量，重构去噪后的局部放电电流脉冲信号。本发明有效去除直流局部放电中的干扰，提高检测精度和准确度，计算简单快捷，易于实现。

技术领域

本发明涉及一种直流气体绝缘电气设备局部放电小波去噪方法。

背景技术

高压直流输配电技术的快速发展对相关直流气体绝缘电气设备的安全性和稳定性提出了更高的要求。在直流气体绝缘电气设备绝缘缺陷处产生的局部放电，导致设备的绝缘系统逐渐劣化，进而引起设备故障以及火灾、人员伤亡等二次事故。因此，检测局部放电是直流气体绝缘电气设备绝缘状态在线监测、风险评估和资产管理的重要手段，也是确保电气设备和整个电力系统安全稳定运行的有效方法。然而在现场在线局部放电检测过程中，白噪音、离散谱噪音、周期性窄带噪音和非周期性随机脉冲噪音严重影响检测的精度和准确度，进而影响局部放电的危险系数评估和后续缺陷模式的识别。因此，十分有必要对直流气体绝缘电气设备局部放电进行去噪，提高绝缘状态在线监测准确度。

小波变换可同时在时域和频域进行信号的分析和处理。小波去噪技术已应用于交流电气设备的局部放电去噪，然而交流局部放电和直流局部放电的机理不同，交流局部放电的小波去噪技术不适用于直流局部放电去噪，目前国内外直流局部放电小波去噪技术尚处于研究开始阶段。并且，传统的最优小波选取基于相关系数法，为克服局部放电信号与小波函数长度不同的问题，该方法需增加信号标准化、重新取样、位移等步骤，计算过程复杂、耗时。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种能提高局部放电在线检测的精度和准确度，进而提高危险系数评估、缺陷模式识别和故障定位的准确度，直流气体绝缘电气设备局部放电小波去噪方法可以有效去除由自由金属粒子绝缘缺陷产生的局部放电中的各种干扰，提高局部放电的检测精度和准确度，通过引入的动态时间规整法可准确选取处理直流局部放电电流脉冲的最优小波，具有计算简单、快捷的特点，具有实用性和使用广泛性的直流气体绝缘电气设备局部放电小波去噪方法。

为解决上述问题，本发明采用如下技术方案：

一种直流气体绝缘电气设备局部放电小波去噪方法，包括步骤：

1)获取直流气体绝缘电气设备典型绝缘缺陷的局部放电电流脉冲信号；

2)利用动态时间规整法选取最优小波，确定最优信号分解层数，通过离散小波变换对局部放电电流脉冲信号进行分解处理，提取各层小波高频分量和最高层小波低频分量；

3)使用自动阈值和中间阈值函数处理各层小波高频分量，去除噪声成分，保留局部放电电流脉冲信号成分；

4)通过离散小波逆变换组合去噪后的各层小波高频分量和原始的最高层小波低频分量，重构去噪后的局部放电电流脉冲信号。

优选的，所述步骤1)中，模拟直流气体绝缘电气设备的自由金属粒子绝缘缺陷，并采用高频电流法获取局部放电电流脉冲信号。

优选的，所述步骤2)包括下述步骤：

(a)利用动态时间规整法计算局部放电电流脉冲信号和小波函数的最小动态时间规整路径，比较局部放电电流脉冲信号和小波函数的相似性，动态时间规整法DWT基于下式获得: