小波分析对铁磁谐振过电压检测及改进.pdfVIP

维普资讯 2008年第2期 《贵州电力技术》 (总第 104期) 小波分析对铁磁谐振过 电压检测及改进 重庆市电力公司 李支那 [400014] 摘 要 小波分析作为一种信号的时间一尺度分析方法，具有多分辨率分析特点，很适合对既有幅值突变又有频率 突变的铁磁谐振检测，但由于小波变换的频率混淆问题使得它在检测铁磁谐振信号时，各尺度信息不一定能表征被 分析信号真实频率成分，容易引起误判 ，目前小波对铁磁谐振检测都是针对 中性点不直接接地系统，本文通过把傅 立叶变换和小波变换相结合有效的解决了小波变换的频率混淆，可直接对系统母线谐振电压信号进行检测，对中性 点直接接地和不直接接地系统同样有效，并通过实例分析对比验证了该方法的可行性。 关键词 铁磁谐振，小波分析，频率混淆 1．1 谐振的类型的确定 0 引 言 小波变换事实上是利用一系列的滤波器对信号 小波分析或称小波变换，是近来应用数学中逐 进行滤波，每进行一个尺度的小波分解 ，就会提取出 渐发展壮大起来的新领域，是本世纪数学发展史上 一 个频段的信号分量。小波变换对信号的多分辨率 的主要成果之一。在信号处理、图像识别、数据压 分析示意 图如下： 缩、地震勘测、生物医学等多个领域的研究都取得了 丰富应用成果。由于具有灵活可变的时频窗，可 以 对指定频带和时段 内的信号进行分析，具有多分辨 率分析特点，小波变换在低频部分具有较高的频率 分辨率和较低的时间分辨率，在高频部分具有较高 的时间分辨率和较低的频率分辨率，很适合于探测 图 1 小波多尺度分解 示惹 图 正常信号中夹带的瞬时反常现象并展示其成分，铁 厂为被分析信号，G、H分别为小波带通和低通 磁谐振问题既有幅值的突变也有频率的突变，利用 滤波器， 2为下采样 。对上图的频域解释 ，小波变 小波变换来检测铁磁谐振过电压具有其它方法所不 换将信号／分解到一系列的尺度上的过程，各子带 能达到的效果…。但 由于系统母线 电压较容易受 的频带范围与信号的采样频率有关，选择一个合适 到操作、谐波等影响，过电压成分和幅值较 中性点复 的采样率，就可以将 1／3分频、1／2分频、基频等不 杂许多，在小波变换过程中的可能会产生混淆频率， 同类型的谐振信号厂分解到不同的尺度频段上，从 造成铁磁谐振检测过程中的误判，目前小波在铁磁 小波变换各尺度细节分量 中选 出能量最大的尺度 ， 谐振中的应用只是针对中性点不直接接地系统 ，分 则可判断谐振的类型。 析信号都取 自中性点的电压偏移信号-】】，虽然中 1．2 谐振产生时刻的判断 性点电压能够完全反映中性点不直接接地系统故障 电压信号突变点 (故障时刻)在小波变换中将 和谐振的产生及谐振的类型-4J，但不能准确反映系 产生相应的模极大值点，并且其模极大值点具有沿 统谐振时过电压幅值情况，而且对于 110kV及以上 尺度传递的性质，即相临几个尺度的小波分量上，该 中性点直接接地系统此方法也不实用。需要进一步 突变点附近都有模极大值点。根据信号模极大值点 对小波变换进行改进以便直接对母线信号进行分 及其沿尺度传递的特性就可以正确地确定信号故障 析，能对中性点直接接地和不直接接地系统谐振情 点的位置。由于采用不同的母小波时各尺度 的小波 况进行检测。 分解并不相同，各尺度模极大值出现情况也不同。