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基于经验模态分解法的变压器局部放电去噪方法研究

2021-07-05宫成明厉伟

电气开关 2021年6期
关键词:模态信号方法

宫成明,厉伟

(沈阳工业大学 电气工程学院,辽宁 沈阳 110870)

1 引言

变压器的正常稳定运行,是保障电力系统稳定性的必然要求[1-2]。据统计,80%左右的变压器事故,是由局部放电导致[3-4]。如今,局部放电检测有很多方法,超声波法受电磁干扰小,便于定位,是较好的非电检测方法[5]。局部放电信号微弱且含噪声。其中以白噪声和窄带干扰为主[6]。局部放电信号处理主要针对此两种信号进行去除。国内外学者在信号处理方面有大量研究,文献[7]采用多个小波基的小波去噪方法,去噪效果有所提升,但是需要对信号进行预处理。文献[8]采用EMD对局部放电信号进行去噪,模型具有一定自适应性,但是添加的白噪声去除不彻底,存在模态混叠现象。本文在对EMD、EEMD、CEEMD及CEEMDAN单一方法去噪仿真分析后采用CEEMDAN阈值的自适应去噪方法对局部放电信号进行去噪处理。

2 经验模态分解

经验模态分解(EMD)简单理解为分解和重构两步,分解出特征模态函数IMF,对其取舍重组。对于信号X(t),计算极值点上下包络线E1和E2的均值:

m=(E1-E2)/2

(1)

X(t)与均值m的差记为h1,得:

h1=X(t)-m1

(2)

多次分解,满足IMF条件时,输出IMF1,记作C1。把C1从X(t)中剥离,得到舍去高频分量的信号r1,得:

r1=X(t)-C1

(3)

将r1作为下一次分解的原始信号,重复分解,IMFn不存在极值点时,分解结束。

rn=rn-1-Cn

(4)

将分解出的每个IMF以及残量重组取和就是原始信号。即

(5)

rn(t)为残余分量。Cj代表从高频到低频率的既包含有用信号也包含噪声的各个IMF。

EMD在一定程度上实现了信号的自适应分解,但是EMD依旧存在着缺点,一是端点效应,二是对于局放信号去噪影响较大的模态混叠,导致后续信号去噪效果差。……

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