国家自然科学基金(5177181)
- 作品数：13 被引量：247H指数：11
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- 基于支持向量数据描述的局部放电类型识别被引量：46
- 2013年
- 电力设备内部绝缘缺陷发展往往会因环境条件的改变而变化,加之采集到的局部放电(PD)数据具有分散性和复杂性,导致传统绝缘故障识别方法效果不佳。为此,提出了一种用于气体绝缘组合电器(GIS)设备PD类型识别的支持向量数据描述(SVDD)算法。借鉴支持向量机(SVM)算法中最大化"间隔"的思想,建立了这种优化的支持向量数据描述(OR-SVDD)算法。该算法采用多分类方法中的"一对多"原理,用以解决对传统绝缘故障出现的识别率低、误识别、漏识别以及识别时间长等问题。通过仿真与实验结果表明,OR-SVDD算法能够对所有的数据进行正确描述,自动辨识拒识对象,训练时间低于传统的SVM算法,并具有较高的识别率,在电力设备在线监测与局部放电模式识别领域有良好的应用前景。
- 唐炬林俊亦卓然陶加贵
- 关键词：局部放电支持向量机SVM支持向量数据描述SVDD模式识别
- 抑制局部放电混合干扰的浮阈值量化算法
- 2012年
- 由于局部放电(PD)信号与含有的混合干扰(白噪和窄带)在能量分布频段上存在明显差异,根据小波包变换各节点分解系数能够有效反映被分析信号能量变化的特点,建立一种以反映PD信号分解系数中噪声能量为判据的浮阈值量化算法,使得最优基下各节点阈值随相应节点分解系数中信号噪声强度的变化而变化,自适应地决定各节点最佳阈值选择,以实现对PD信号分解系数更精细划分。通过对含有混合干扰的仿真与实测PD信号的小波包最优分解,分别用传统全局阈值量化算法与笔者建立的浮阈值量化算法进行了干扰抑制效果的对比,结果表明:后者具有更强的抑制混合干扰的能力,且混合干扰抑制前后PD信号波形相似度更高。
- 唐炬吴冕之李伟周加斌张晓星
- 关键词：局部放电小波包变换
- 用谐波小波包变换法提取GIS局部放电信号多尺度特征参数被引量：21
- 2015年
- 超高频(UHF)法在GIS局部放电(PD)检测中已得到了广泛应用,UHF PD信号的特征提取对准确识别GIS内部绝缘缺陷类型和指导检修工作具有重要意义,但目前仍然缺乏有效的特征提取方法。为此,本文利用谐波小波具有严格盒形频谱的优点,提出一种提取UHF PD特征信息的谐波小波包变换(HWPT)方法,对实验室获取的4种典型放电模型产生的UHF PD信号,采用HWPT进行多尺度分解,以克服实小波包分解子带间存在频谱混叠和能量泄漏的缺陷,利用UHF PD信号在不同尺度能量和复杂度的差异,提取多尺度能量和多尺度样本熵参数作为模式识别的特征量,更加精确地描述了UHF PD信号的时频域信息。最后利用支持向量机分类识别的结果表明,该方法可以取得比实小波包更好的识别效果,多尺度能量和多尺度样本熵特征参数均能有效识别4种绝缘缺陷。
- 唐炬樊雷张晓星刘欣
- 关键词：谐波小波包局部放电频谱混叠
- 吸附剂对局部放电下SF_6分解特征组分的吸附研究被引量：14
- 2014年
- 为了保障SF6绝缘气体的纯度,需要在SF6气体绝缘设备气室中配置一定量的吸附剂,一方面用于控制气室内的水分含量,另一方面用于吸附因各种原因产生的杂质气体。因而,吸附剂的存在会对局部放电下使SF6发生分解而产生的特征组分进行吸附,使得特征组分含量和变化规律发生改变。在利用特征组分诊断气体绝缘设备内部故障时,必须考虑这一重要影响因素。为此,该文在搭建的SF6气体局部放电分解试验平台上,利用针–板电极产生局部放电(partial discharge,PD)使SF6发生分解,采用气质联用仪定量测定放电室内特征组分的变化,获取不同吸附剂用量梯度下吸附特征组分的规律与特性。研究表明,无论有无放置吸附剂,在气室内都能检测到SOF4、SO2F2、SOF2和SO2等主要稳定特征组分,且随着吸附剂用量的增加,对特征组分的吸附率各不相同。
- 唐炬曾福平梁鑫姚强何建军张晓星
- 关键词：吸附剂局部放电
- 基于荧光光纤检测GIS局部放电的多重分形谱识别被引量：28
- 2014年
- 为了获取SF6气体绝缘电器(GIS)局部放电(PD)光信息特征,完善了反映GIS内部4种典型绝缘缺陷的物理模型,并利用研制的PD荧光光纤传感系统,获取了用绝缘缺陷模型产生的PD光信号,构建出了相应的φ-u-n三维图谱及其灰度图像。同时,针对简单分形特征不足以描述PD灰度图像而导致模式识别率较低的问题,采用具有分析灰度图像丰富特征信息能力的多重分形谱技术,提出了一种计算PD光信号灰度图像的多重分形谱概率算法。然后通过对多重分形谱中各特征信息的物理意义分析,提取了用于PD模式识别的特征量,并选用改进共轭梯度算法的反向传播(BP)神经网络作为分类器。研究结果表明:多重分形谱可有效描述PD灰度图像不均匀程度及其不同层次的几何结构特征,用于分类识别4种典型绝缘缺陷产生的PD时正确率均>87%,优于用盒维数与信息维数作为特征量的识别。
- 唐炬曾福平范庆涛刘永刚张晓星
- 关键词：气体绝缘开关设备光测法局部放电灰度图像多重分形谱
- SF_6局部放电分解产生SOF_2特征组分的光声光谱检测被引量：11
- 2013年
- 为了预防SF6气体绝缘设备早期绝缘缺陷,可通过检测SF6局部放电过程中产生的特征组分氟化亚硫酰(SOF2)体积分数大小和变化规律进行判断。针对SOF2传统检测法存在的不足,引入具有检测灵敏度高、不消耗被测气体、特别适用于在线监测等优点的光声光谱检测技术。利用宽频红外光源构建了一台用于检测SOF2的光声检测实验装置。并分析了其特性参数,获得了光声信号强度与SOF2体积分数之间的关系,得到了SOF2的最低检测限为4.6×10-6。与气象色谱仪的对比检测表明:光声检测法与气相色谱法的平均检测误差为5.9%。结果说明,所提光声检测装置能有效检测SOF2,并为最终研制SOF2光声光谱在线监测系统提供关键技术支撑。
- 裘吟君唐炬范敏刘岩袁静帆
- 关键词：光声光谱在线监测
- 气体绝缘电器局部放电模式的多特征信息融合决策诊断被引量：11
- 2013年
- 气体绝缘电器(GIS)局部放电(PD)信息的传统模式识别方法存在识别率低、特征维数过高、信息利用不充分等问题。为此,根据Dempster-Shafer证据理论,将对局部放电的时间解析信号分析模式和局部放电的相位解析信号分析模式的融合决策诊断引入GIS故障分析,实现了对GIS内部绝缘缺陷的有效综合判别。仿真与实验结果表明,该方法能深入挖掘识别中的有效信息,并通过一定的决策规则实现对信息的总体描述,具有良好的拒误诊断能力。此外,基于2种分析模式对4种典型缺陷的综合识别率均高于80%,且互补性较强,在降低特征维数的同时显著提高了识别准确度。
- 唐炬卓然吴冕之陶加贵唐阳
- 关键词：局部放电气体绝缘电器反向传播神经网络DS证据理论模式识别
- 用最优谐波小波包变换抑制局部放电混频随机窄带干扰被引量：26
- 2013年
- 在进行电气设备局部放电(partial discharge,PD)在线监测中,当多个随机周期性窄带干扰的频率位于传感器监测频段内部时,会严重影响监测的可信性和准确性,然而目前缺乏有效抑制此类干扰的方法。为此,利用谐波小波具有严格盒形频谱特性的优点,提出一种基于最优离散谐波小波包变换的PD去噪新方法,将不同频率窄带干扰的能量分别集中在单一的子带内,用分解后子带香农熵比值的大小来确定包含各窄带干扰的子带,只要将对应的小波系数置零后重构就能得到去除窄带干扰后的PD信号,克服了离散小波包变换子带间存在频谱泄漏的缺点,实现了对PD监测信号的自适应优化分解。通过对仿真和实测PD信号频带范围内含有的混频随机窄带干扰进行去噪处理,并与离散小波包变换去噪结果进行对比分析后表明,最优离散谐波小波包变换对PD信号去噪后的能量损失和波形畸变较小,有利于后续对PD信号的模式识别,可以解决干扰频率位于监测频段内难于抑制的难题。
- 唐炬樊雷卓然张晓星王邸博
- 关键词：谐波小波包局部放电
- SF_6在故障温度为300～400℃时的分解特性研究被引量：38
- 2013年
- 为了探索SF6绝缘气体在过热故障状态下的分解特性及其分解机制,完善利用SF6分解特性辨识SF6电气设备绝缘故障的方法,该文利用研制的SF6电气设备过热性故障模拟装置进行了系列探索性实验,对SF6过热分解组分采用气相色谱法(gas chromatograph,GC)和气相色谱质谱联用法(gas chromatography-mass spectrometry,GC-MS)进行定量检测,初步得到SF6在400℃以下的过热分解特性。在此基础上探索SF6的初始分解温度,研究了分解产物组成类型和不同温度下各自的形成规律,并选定了SF6在过热状态分解时所形成的主要特征分解组分,构建了特征分解组分与温度之间的关联图谱。结果表明:SF6大约在300℃时开始出现比较明显的分解,其主要分解产物有CO2、SO2F2、SOF2、SOF4、SO2、H2S,但不含CF4;温度的升高将加剧SF6气体的分解,促进各分解组分的形成,但对各分解产物的促进程度却因组分种类的不同而规律各异;SOF2和SO2是SF6在过热故障温度为300～400℃时的最主要分解特征产物,二者的产气速率图谱可有效表征SF6电气设备过热故障点处的温度,为下一步诊断SF6电气设备过热故障提供参考。
- 唐炬潘建宇姚强苗玉龙曾福平
- 关键词：六氟化硫过热性故障
- 两种吸附剂对SF_6分解特征组分吸附的实验与分析被引量：19
- 2013年
- 研究吸附剂对在局部放电下SF6分解组分的影响是探究利用分解组分诊断SF6电气设备内部早期绝缘缺陷的重要内容。为此,在建立的特定吸附实验研究平台上,选用SF6电气设备中最常用的活性氧化铝和kdhF-03型分子筛吸附剂,对局部放电(partial discharge,PD)下产生的4种SF6稳定分解特征组分(CF4、CO2、SO2F2和SOF2)进行吸收特性研究,利用气相色谱仪和质谱联用仪定时检测气室内气体残余量,结合吸附量和等温吸附线对吸附机制和作用过程进行了深入分析。结果表明:两种吸附剂几乎不吸附CF4,对CO2略有吸附,但对SO2F2和SOF2有较强的吸附能力,吸附量由多到少依次为SOF2>SO2F2>CO2>CF4。因此,在利用特征组分含量及变化规律辨识SF6气体绝缘设备的绝缘缺陷时,必须考虑吸附剂的影响。实验也发现选用SOF2+SO2整体作为辨识SF6设备内部绝缘缺陷的一种特征组分更有效。
- 唐炬曾福平梁鑫裘吟君袁静帆张晓星
- 关键词：吸附剂绝缘缺陷分子筛吸附等温线
