基于小波和分形的直流系统环网支路接地故障检测研究
小波变换在电力系统故障检测中的实际应用案例
小波变换在电力系统故障检测中的实际应用案例电力系统是现代社会中不可或缺的重要基础设施，而电力系统故障的发生常常给人们的生活和工作带来很大的不便。
因此，对电力系统的故障检测和诊断具有重要的意义。
小波变换作为一种强大的信号处理工具，被广泛应用于电力系统故障检测中，取得了令人瞩目的成果。
在电力系统中，故障信号往往是由于电力设备的损坏或异常引起的。
这些故障信号具有复杂的波形特征，包含了丰富的频率和时间信息。
传统的傅里叶变换在处理这些信号时存在一些局限性，无法有效地提取出故障信号中的细节信息。
而小波变换通过将信号分解成不同频率的子信号，能够更好地反映信号的时频特性，从而实现对故障信号的准确检测和诊断。
以变压器故障检测为例，变压器是电力系统中最重要的设备之一，其故障会对整个系统的运行造成严重影响。
传统的故障检测方法主要是基于变压器的运行参数进行分析，但这种方法往往无法及时发现变压器内部的隐患。
而小波变换结合故障特征提取技术，可以对变压器的电流和电压信号进行分析，从而实现对变压器内部故障的早期检测。
在实际应用中，可以将小波变换应用于变压器的故障诊断中。
首先，将变压器的电流和电压信号进行小波分解，得到不同频率的子信号。
然后，通过对子信号进行特征提取，可以得到反映变压器健康状态的特征参数。
最后，通过对特征参数进行分析和判断，可以准确地检测出变压器是否存在故障，并确定故障的类型和位置。
例如，当变压器内部存在绕组短路故障时，小波变换可以通过对电流信号进行分析，提取出与短路故障相关的高频成分。
而当变压器存在绝缘老化故障时，小波变换可以通过对电压信号进行分析，提取出与绝缘老化故障相关的低频成分。
通过对这些特征参数的分析，可以准确地判断变压器的健康状态，及时采取相应的维修措施，避免故障的进一步扩大。
除了变压器故障检测，小波变换还可以应用于其他电力设备的故障检测中，如发电机、开关设备等。
通过对不同设备的电流和电压信号进行小波分析，可以提取出与故障相关的特征信息，实现对故障的准确检测和诊断。
《2024年小电流接地故障选线算法研究及装置实现》范文
《小电流接地故障选线算法研究及装置实现》篇一一、引言随着电力系统的快速发展和广泛应用，小电流接地故障问题逐渐成为电力系统中一个重要的研究课题。
小电流接地故障选线算法作为解决该问题的关键技术之一，其研究及装置实现对于提高电力系统的安全性和可靠性具有重要意义。
本文将首先介绍小电流接地故障的背景和意义，然后详细阐述选线算法的研究现状及存在的问题，最后介绍本文的研究目的和主要内容。
二、小电流接地故障概述小电流接地故障是指电力系统在正常运行过程中，由于各种原因导致接地电流较小的故障。
这种故障往往难以被及时发现和排除，容易对电力系统的安全性和可靠性造成威胁。
因此，研究小电流接地故障选线算法及装置实现，对于提高电力系统的运行效率和安全性具有重要意义。
三、选线算法研究现状及存在的问题目前，小电流接地故障选线算法主要包括基于电压、电流、阻抗等参数的算法。
然而，这些算法在实际应用中存在一些问题，如选线精度不高、抗干扰能力弱、误报率较高等。
此外，现有算法大多只能针对特定类型的故障进行选线，对于复杂多变的电力系统故障，其选线效果并不理想。
因此，需要进一步研究更加智能、高效、准确的选线算法。
四、选线算法研究针对上述问题，本文提出了一种基于人工智能的小电流接地故障选线算法。
该算法通过分析电力系统的历史数据和实时数据，利用机器学习等技术，实现对小电流接地故障的智能选线。
具体而言，该算法包括数据采集、数据处理、特征提取、模型训练和选线决策等步骤。
通过大量实验验证，该算法具有较高的选线精度和抗干扰能力，可以有效地提高小电流接地故障的选线效果。
五、装置实现为了实现上述算法，需要设计和开发一种小电流接地故障选线装置。
该装置应具备数据采集、数据处理、通信和控制等功能。
具体而言，装置应采用高性能的硬件和软件技术，实现对电力系统的实时监测和数据采集。
同时，装置应具备强大的数据处理能力，能够对采集到的数据进行预处理、特征提取和模型训练等操作。
动态系统故障诊断技术的研究与发展
综述与评论 化工自动化及仪表,2005,32(4):1～7 Contr ol and I nstru ments in Che m ical I ndustry 动态系统故障诊断技术的研究与发展郑小霞,钱 锋(华东理工大学自动化研究所,上海200237) 摘要: 故障诊断技术经过几十年的迅速发展,已经出现了基于不同原理的众多方法,如基于解析模型的方法、基于信号处理的方法以及基于知识的方法。
近年来,故障诊断技术又应用了多种新的理论和方法,如小波变换、主元分析法、支持向量机、分形等。
在综合大量文献的基础上,系统地总结了国内外动态系统故障诊断技术的研究现状,介绍了近几年出现的一些新的故障诊断方法的特点和局限性,给出了一些典型的应用实例。
最后对这一领域的发展趋势进行了探讨。
关键词: 动态系统;故障诊断;解析模型;信号处理;神经网络;专家系统 中图分类号:TP277 文献标识码:A 文章编号:100023932(2005)(04)200012071 引 言动态系统故障检测与诊断技术(F DD)是一门应用型边缘学科,涉及现代控制理论、计算机工程、信号处理、数理统计、模式识别、人工智能及相应的应用学科。
所谓故障诊断,就是利用被诊断系统的各种状态信息和已有的各种知识,进行信息的综合处理,最终得到关于系统运行和故障状况的综合评价的过程。
故障诊断技术经过几十年的迅速发展,已经出现了基于不同原理的众多方法。
对于解析冗余的方法,按照德国Frank教授的观点,可分为三类:基于解析模型的方法、基于信号处理的方法以及基于知识的方法。
近年来,故障诊断技术又应用了多种新的理论和方法,如小波变换、主元分析、支持向量机、分形等。
2 基于解析模型的故障诊断方法所谓基于解析模型的故障诊断,就是通过将被诊断对象的可测信息和由模型表达的系统先验信息进行比较,从而产生残差,并对残差进行分析和处理而实现故障诊断的技术[1]。
当可以建立比较准确的被控过程的数学模型时,基于解析模型的方法是首选的方法。
基于小波分析的电力系统异常检测方法
基于小波分析的电力系统异常检测方法引言：电力系统作为现代社会不可或缺的基础设施之一，其稳定性与可靠性对保障民生和国家发展具有重要意义。
然而，由于电力系统的复杂性和多变性，异常情况的发生时有所闻。
因此，如何有效地检测和诊断电力系统的异常情况成为一个迫切需要解决的问题。
本文将介绍一种基于小波分析的电力系统异常检测方法，以提高电力系统的安全和可靠性。
一、小波分析的基本原理和特点小波分析是一种时频分析方法，通过将复杂的信号分解成时间和频率两个维度上的小波，并对其进行分析和处理。
与传统的傅里叶变换相比，小波分析具有更好的时域局部性和频域精确性，能够更好地揭示信号的瞬态特性和时频特性。
小波分析的基本步骤包括：选择合适的小波基函数，对信号进行小波变换，得到时频表示。
小波变换后的信号可以通过阈值处理、滤波等方式进行异常检测。
二、1. 数据采集与预处理首先，需要采集电力系统各个节点的相关数据，包括电流、电压、功率等参数。
这些数据可以通过传感器等设备进行实时采集。
然后，对采集得到的数据进行预处理，如去除噪声、滤波等，以提高数据的质量和准确性。
2. 小波分析与特征提取将预处理后的电力系统数据进行小波分解，得到不同尺度和频率的小波系数。
根据不同的应用需求，可以选择不同的小波基函数和分解层次。
然后，从小波系数中提取有用的特征，如能量、平均值、方差等，来描述信号的时频特性。
3. 异常检测与诊断通过设定合适的阈值或使用统计方法，对提取得到的特征进行异常检测。
当特征值超过设定的阈值或与历史数据相比发生显著变化时，即可判断为异常情况。
对于检测到的异常情况，可以进行进一步的诊断和分析，确定异常的具体原因和影响。
三、案例分析与实践应用1. 案例背景以某电力系统的实际运行数据为例，通过基于小波分析的异常检测方法进行分析，以验证该方法的有效性。
2. 实验步骤首先，对采集得到的电力系统数据进行预处理，如去除噪声、滤波等。
然后，选择适合电力系统特征的小波基函数和分解层次，进行小波分解。
一种基于小波变换能量与神经网络结合的串联型故障电弧辨识方法
一种基于小波变换能量与神经网络结合的串联型故障电弧辨识方法张士文;张峰;王子骏;顾昊英;宁庆【摘要】针对交流串联型故障电弧发生时回路电流幅值较小、传统线路保护装置不能有效检测的问题,提出一种基于小波变换能量与神经网络结合且适用于多种典型负载的串联型低压交流故障电弧辨识方法.利用自制的电弧发生装置模拟产生低压交流故障电弧,获取了6种典型家用负载情况下电路正常运行及产生串联型故障电弧时回路的电流信号.对采集的信号进行小波分解,将各层细节信号能量的平均值和标准差输入BP神经网络后构成小波神经网络,实现对不同负载测试样本的辨识.采用粒子群优化算法计算神经网络训练初始值,利用自适应学习率方法提高了训练速度.算法输出结果含义明确,输入层特征量选取合理.实验结果表明,采用该方法进行故障电弧辨识的准确率达到95％以上.【期刊名称】《电工技术学报》【年(卷),期】2014(029)006【总页数】7页(P290-295,302)【关键词】故障电弧;小波变换;神经网络;粒子群算法;辨识方法【作者】张士文;张峰;王子骏;顾昊英;宁庆【作者单位】上海交通大学电子信息与电气工程学院上海 200240;上海交通大学电子信息与电气工程学院上海 200240;上海交通大学电子信息与电气工程学院上海 200240;上海交通大学电子信息与电气工程学院上海 200240;上海交通大学电子信息与电气工程学院上海 200240【正文语种】中文【中图分类】TM5011 引言电弧是一种由于绝缘介质被电压击穿而导致的放电现象。
人们利用电弧产生的火花制作了燃气点火器、打火机等；利用电弧产生的高温制作了大功率电弧炉来熔炼金属[1,2]。
但输电线路及用电设备中的电缆、插座、内部线路或电源等长时间带载运行、过载或受外力影响造成的绝缘层老化或破损，也会产生电弧现象，被称为故障电弧。
故障电弧一般易产生放电火花，引燃周边易燃物造成火灾，导致严重后果。
因此，有必要寻求有效的故障电弧检测方法，能够在电弧产生的初期将其熄灭。
基于小波与神经网络的安全检测研究
ｌ Ｒ系 ｓ。 统 ｓｃＹ 安 Ｙｕ 全 ｓＴ Ｅ
基 于 小波 与神 经 网络 的安全 检 测研 究
郭旭 展 鲁 俊 （ 阳师范学院计算机与信息技术学院 河南信 阳 信
４４０ ６ ０ ０）
摘 要 ：Ｌ Ｓ 击 是 一 种 新 的Ｄｏ 攻 击 方 式 ， 由于攻击速率很低 ，因而难以被传统 的检 Ｄｏ ￣ ｓ
Ｄ ｏ 的检 测和 阻止也更加 困难。根据ＤＤ 的攻 击特 ＤＳ ＯＳ 点 ，如何利用 网络流量 的异常波动进行检 测是 目前研
究 的一 个 方 向。
典 型 的 Ｄ ｏ 依 赖 于 大 规 模 的 协 同 攻 击 瞬 时 淹 没 Ｄ Ｓ
２ 网络 流 量 特 征 与小 波分 析 。
自相似过程 是一类在统计 意义上具有尺度 不变性
包 头 信 息 进 行 统 计 分 析 来 检 测 网 络 异 常 ，但 其 可 能 导
数Ｈ，其取值范 围为（．，） 越大 ，相似性越高 ，并 ０５１ ，Ｈ
当Ｈ ０５ ，表 明过程 不相 似。 由于Ｈ ｒｔ ＝ ．时 ｕｓ参数是唯一
表征 自相似特 性 的参 数 ，因此 需要根据一定 时间 的网
测机 制发现 ，根据Ｌ Ｓ Ｄｏ 的周期性和脉 冲数据 流，设 计 了一 种 基 于 小 波 和 网络 自适应 机 制 的
检 测 系统 ，结 果证 明 该 方案 可行 。
关键词 ：Ｌ ｏ ；小波 ； 自 似 ；Ｂ 神经 网络 ＤＳ 相 Ｐ
包等异常情 况来判定攻 击。但其检 测开销较大 ，对于 １ 引 言 ． 入 侵检测是计算机 安全的重要组成部 分 ，随着 互 联 网的不断发展 ，网络应 用及流量 也在急剧增加 。各 种入侵方式不断涌现 ，危害最大的就 是ＤＤ Ｓ ｏ 攻击 ，同
小波分析在故障诊断中的应用
小波分析在故障诊断中的应用摘要：小波分析技术具有多分辨率及良好的时域特性，为机械故障诊断提供了一条有效途径，本文以齿轮故障诊断为例，简要分析了小波分析技术在故障诊断中的应用。
关键词：小波分析；故障诊断；齿轮箱小波分析由于具有良好的时频局部化性能，已经在信号分析、图像处理、语音合成、故障诊断、地质勘探等领域取得一系列重要应用。
其多分辨率分析不仅应用于数字信号处理和分析、信号检测和噪声抑制，而且各种快速有效的算法也大大促进了小波分析在实际系统中的应用，使得小波及相关技术在通信领域中的应用也得到了广泛的研究，已逐步用于通信系统中的信号波形设计、扩频特征波形设计、多载波传输系统等。
被誉为数学显微镜的小波分析技术，为机械故障诊断中的非平稳信号分析、弱信号提取、信噪分离等提供了一条有效的途径，国内外近年来应用小波分析进行机械故障诊断的研究发展十分迅速，但就目前应用现状来看，还存在一些问题，限制了小波分析优良性质的发挥[1]。
一、小波分析理论小波分析方法具有对低频信号在频域里有较高分辨率，对高频信号在时域里也有较高的分辨率的特点，具有可调窗口的时频局部分析能力，弥补了傅立叶变换和快速傅立叶变换的不足。
目前，一般认为离散小波分析、多分辨率分析、连续小波分析及后来发展的小波包分析等都是小波理论的不同方面，是在小波理论发展的过程中不断繁衍产生的，这些方面都在故障诊断的应用中得到了体现。
㈠多分辨率分析小波分解相当于一个带通滤波器和一个低通滤波器，每次分解总是把原信号分解成两个子信号，分别称为逼近信号和细节信号，每个部分还要经过一次隔点重采样，再下一层的小波分解则是对频率的逼近部分进行类似的分解。
如此分解N次即可得到第N层(尺度N上)的小波分解结果。
在工程应用中，利用多分辨率分析可以对信号进行分解重构，不仅可以达到降噪的的目的，还可以识别在含噪声信号中有用信号的发展趋势。
㈡小波包分析小波包分解是从小波分析延伸出来的一种信号进行更加细致的分析与重构的方法。
基于Duffing振子的直流系统接地故障检测新方法
针 对 对地 电容 和 谐 波 干 扰 对 故 障检 测 影 响 大 的传 统 难 题 ，提 出了 Ｄ ｆｎ 振 子 的 直流 系统 接 地 故 障 检 测 新 方 ｕ ｉｇ 法 ． 先 以 双 Ｈｉ ｅｔ ｌ ｒ变换 去 除 检 测 特征 量 中的 直 流分 量 ，再 以 ｌ ｐ ｎｖ 数 、相 图 和 时 域 图作 为判 据 。判 定 ｂ ｙ ｕｏ 指 ａ
系统发 生相 变时的状态 ；由相 变条件求得故障特征量的幅值和相 位 ，得 到接地 电阻值 ，判 定接 地 支路．该 方法与小波检测法相比具有稳健性好 、精度高 ，抗干扰性 能强的优点 ，仿真结果证 明 了该 方法的有效性．
［ 关键词 ］直流 系统接地 ；低频注入法 ；Ｄ ｔｎ 振子 ；双 Ｈ ｌ ｒ 变换 ｕｉ ｇ ｌ ｉ ｅｔ ｂ ［ 中图分类号 ］Ｔ ２ ［ Ｍ７７ 文献标志码］Ａ ［ 文章 编号］１０ ３０ （０ １ ０ — ０ ２— ５ ０ ８— ８ ４ ２ １ ） １ ０ ５ ０
第１ ９卷 第 １ 期 ２１ ０ １年 ３月
厦 ｔ￣ － 学 院 学报 ＇ ｚ ７ －
Ｊ ｕ ｎ ｌｏ ａ ｎ Ｕ ｉ ｅｓｔ ｆＴ ｃ ｎ ｌｇ ｏ ｒ ａ ｆＸｉｍｅ ｎ ｖ ｒ ｉ ｏ ｅ ｈ ｏｏ ｙ ｙ
Ｖ０． ９ Ｎ０ Ｉ ＩＩ ．
Ｍａ．２ １ ｒ ０１
直 流 系统是发 电厂 和变 电站 主要工 作 电源 ，它 为厂站 的 电气 控制 、中央信号 、继 电保 护 、 自动装
置及事故照明等提供可靠稳定的不间断电源．发电厂 、变电站直流系统接地是一种常见的故障，可能 引起继 电保 护误动 或拒动 ，危及 电 网的安全 ¨ ． Ｊ
支 路接地 是直 流系统最 常见 的故 障 ，当直 流系统 发生一 点接 地故 障时 ，一 般不 会立 即产生 危害性 后 果 ，但 若不 能及 时排除 ，当系统 发生多 点接地 时 ，则 可能 造成信 号装 置 、控 制 回路 和继 电保护装 置 的误动或 拒动 ，从 而 引发严重 的 电力 事故 ． 由于 电力 系统规模 扩 大 ，直 流系统 的支路 ｔ益增 加 、类 型 ３ 繁 多且更 加复杂 ，传统 的排查故 障方 法难 以适应 实际 的需要 ．近年来 ，低 频注 入法在 直流 系统接地 故 障检 测 中得 到 了广 泛应用 Ｊ ． 目前 以低 频注入 法为基 础 的直 流 系统 故 障 检测 研究 方法 ，主要 是 小 波检 测 法 和分 形 理论 ．文 献 ［ ］提 出基 于分 形理论 的环 网故 障 的识 别方 法 ，实 现 了环 网支 路 的故 障定 位 ，未 充 分考 虑 噪声 强 度 ４ 较大 、低 频 电流较小情 况下 的检测难 题 ．文献 ［ ］采用 小 波变 换提 取低 频 信号 ，克 服 了接地 电容 对 ５ 检测 的不 利影 响 ，但 在强 噪声 环境 下 ，效 果不够 理想 ． 针对低 频注 入法检测 中存在 的局 限性 和上 述研 究 中的不 足 ，本 文讨 论利 用 Ｄ ｒｎ 振 子 进行 直 流 ｕ ｇ ｉ１３ Ｌ ａ ｕ ｏ ． ｙｐ ｎ ｖ指数 和双 Ｈｉ ｅｔ 换 ｌ ｒ变 ｂ
基于小波理论的发电机局部放电在线监测的研究的开题报告
基于小波理论的发电机局部放电在线监测的研究的开题报告摘要：本文以小波理论为基础，探讨了发电机局部放电在线监测技术的研究。
首先介绍了小波理论的基本概念和相关技术，然后对发电机局部放电现象进行了分析，提出了一种基于小波变换的局部放电信号分析方法，并通过实验验证了该方法的有效性。
最后，总结了本文的研究成果以及未来研究的方向。
关键词：小波变换；局部放电；在线监测；发电机。
一、研究背景发电机是电力系统中最重要的设备之一，其可靠性和稳定性对电网的运行起着至关重要的作用。
然而，由于发电机处于高电压、高温和高压力的工作环境中，长期的运行和损耗难免会引起设备内部的故障。
其中，局部放电是发电机故障的重要原因之一，会对设备的安全性和正常运行造成威胁。
因此，研究如何有效地检测和监测发电机的局部放电现象，对于保障电力系统的稳定性和可靠性具有非常重要的意义。
二、研究内容和方法1. 小波理论基础小波理论是一种新兴的信号分析方法，它可以将复杂的信号分解成不同时间与频率的小波分量，并能够提供精确的时间和频率信息。
利用小波分析方法，可以提取出有用的信息，并且将信号处理成相对简单的形式，因此在信号处理领域应用广泛。
在本文中，将采用小波分析方法来分析发电机局部放电现象的信号特征。
2. 局部放电现象分析局部放电是指在高电压下，电气绝缘中出现的一些局部的放电现象。
通过检测这些放电信号，可以判断设备的健康状态。
发电机的局部放电现象主要有光谱、脉冲和直流分量三种形式，其中脉冲波形是最常见的一种。
在本文中，将重点分析发电机局部放电现象的脉冲波形，并针对该波形进行信号处理和分析。
3. 基于小波变换的信号处理方法基于小波变换的信号处理方法是一种高效、精确的信号处理方法，它可将信号分解成满足不同尺度与时间分辨率的小波基函数。
通过对小波系数的处理，可以提取出有用的信息，并对信号进行重建，从而得到目标信号。
在本文中，将采用小波变换的方法对发电机局部放电信号进行处理，提取出其中的局部放电特征，并对其进行分析和分类。
基于小波变换的故障诊断方法
未来研究方向与展望
深入研究小波变换的理论基础，进一步优化小波基函 数的选择和变换算法，提高故障特征提取的准确性和
可靠性。
输标02入题
结合深度学习等人工智能技术，构建更加智能化的故 障诊断系统，提高故障诊断的自动化和智能化水平。
小波变换在信号处理中的应用
在信号降噪方面，小波变换可以将 信号中的噪声分量分离出来，从而
实现降噪处理。 在信号压缩方面，小波变换可以将 信号中的冗余分量去除变点等特征，用
于故障诊断等应用。
小波变换在故障诊断中的优势
小波变换可以分析非平稳信号，适应于故 障信号的非线性和非平稳性。 小波变换可以提取信号中的细节信息，有 助于发现微小的故障特征。 小波变换具有多尺度分析能力，可以在不 同尺度上分析故障信号，从而更全面地了 解故障情况。 小波变换计算量相对较小，可以实现快速 故障诊断。
01
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拓展小波变换在故障诊断领域的应用范围，将其应用
针对复杂环境和多因素干扰下的故障诊断问题，研究
于更多领域和场景中，为工业生产和设备运维提供更
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更加鲁棒和自适应的小波变换算法，提高故障诊断的
加可靠和高效的技术支持。
抗干扰能力和适应性。
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小波变换是一种信号处理方法，能够提供信号的时频分析，适用于非平稳信号的处 理。在故障诊断中，小波变换可以用于提取信号中的故障特征，为故障诊断提供依 据。
研究意义
解决传统故障诊断方法的局限性
传统的故障诊断方法往往基于傅里叶变换，只能提供信号的频域分析，无法处理非平稳信号。小波变换的引入可以弥补 这一缺陷，提高故障诊断的准确性和可靠性。
基于网络流量小波分析的异常检测研究
Ｓ ｒｅ ｆＲｅ ｅ ｒ ｈ ｏ ｏ ｌ ｔｃ ｉｎ ｏ ｕ ｖ ｙ ｏ ｓ ａ ｃ ｎ Ａｎ ｍａｙ Ｄｅｅ ｔｏ ｆ Ｗ ａ ｅｅ ａｙ ｉ ｓ ｄ ｏ ｔ ｒ ａｆｃ ｖ ｌｔＡｎ ｌ ｓｓＢａ ｅ ｎ Ｎｅｗｏ ｋ Ｔｒｆ ｉ
维普资讯
第２ 期
肖政宏等 ： 基于网络流量小波分析的异常检测研究
・９ ２ ９・
基 于 网络流 量 小 波 分 析 的异 常检 测 研 究
肖政宏 ，潘 梅森 ，尹 浩
（． １ 湖南 文理 学院 计 算机科 学与技 术 系 ， 南 常德 ４ ５０ ；２ 清 华 大学 计 算机科 学与技 术 系， 湖 １００ ． 北京 １０８ ） ００ ４
入侵检测中通常用到 的异常检测方 法有 统计 学方法 、 免疫 学 方法… 、 神经 网络 Ｊ数 据挖 掘 Ｊ 机器学 习 及 有 限 自动 、 、 状 态机 等。通 过对 网络流量进 行统计 分析来 识别 人侵仍然 是 目前 研究 的一个热点 。在基 于网络流 量统计 分析 的异常检
面呈现 出一 种高度非线性 、 耗散 与非平衡 的特性 ； 另一方 面并 非所有 的入侵都表现为 网络流量异常 ， 而且系统的轨迹难以计
ｓ ｒｅｓｃ ｎ ｂ ｃ ｅ ｉ ａ ｅ ｄｅ ｏｍｐ ｓ ｄ ｉ ｔ ｆｅ ｅ ｔ￣ｅ ｕｅ ｏ ｏｎ ｎ ｓ Ｂａ ｅ ｎ ｗａ ｅｅｔｄ ｃ ｍｐ ｅ ｏ ｅ ｎｏ ｄｉｆｒ ｎ ｑ ｎｔｃ ｍｐ ｅ ｔ． ｓ ｄ ｏ ｖ ｌ ｅ ｏ ｏｓ ｄ， ｔｅ ｓ ｌ－ｓｍ ｉａ ｆｔａ ｉ ａ ｅ ｈ ｅｆ ｉ ｌｒｏ ｒ ｆ ｃ ｃ ｎ ｂ ｕ ｅ ｏ ｄ ｔｃ ｎ ｍａｙ ｂｅ ｖｏ ｆｎｅｗｏ ｋ， ｔ ｄ ｏ ｔｃｉ ｇ ａｔｃ ａ ｅ ｎ ｔ ｅ ｉｔｏ ｆＨｕｒｔｐａ ａ ｅｅ ｓｐｒ ｓ ｎ ｓ ｄ ｔ ｅｅ ｔａ ｏ ｌ ｈａ ｉｒｏ ｔ ｒ ａ ｍｅｈｏ ｆｄｅｅ ｔｎ ｔａ ｋｓｂ ｄ ｏ ｈｅ ｄ ｖａｉ ｎ ｏ ｓ ｓ ｒ ｍ ｔｒｉ ｅ ｅ —
直流系统接地故障的探测方法及探测装置[发明专利]
![直流系统接地故障的探测方法及探测装置[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/552a8c0d81c758f5f71f67e2.png)
专利名称：直流系统接地故障的探测方法及探测装置专利类型：发明专利
发明人：任元恒,陈志业,庞华
申请号：CN92104871.8
申请日：19920622
公开号：CN1066507A
公开日：
19921125
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明涉及一种直流系统接地故障探测方法及 探测装置，特别适用于直流系统具有很大分布电容的 场合。
利用在直流母线与地之间交替加入二个不同 频率的低频电压信号，通过便携式电流探头探测各支 路电流，由微机判别仪指示出二种频率电流的幅值和 比值，决定故障线路和故障点，准确，可靠，方便。
申请人：华北电力学院
地址：071003 河北省保定市青年路12号
国籍：CN
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电力系统故障诊断中的特征提取与分类技术研究
电力系统故障诊断中的特征提取与分类技术研究电力系统是现代社会的重要基础设施之一，它的正常运行对于保障社会的各项生产、生活活动至关重要。
然而，由于复杂的电网结构以及外界环境因素的干扰，电力系统中的故障难免会发生。
为了确保电力系统的稳定运行，快速准确地诊断和分类故障成为迫切的需求。
本文将探讨电力系统故障诊断中的特征提取与分类技术的研究现状和发展趋势。
在电力系统故障诊断中，特征提取是一个关键的步骤。
通过从电力系统信号中提取有意义的特征，可以为故障诊断提供有效的信息。
目前，常用的特征提取方法主要包括时域特征、频域特征和小波变换特征等。
时域特征是指在时间上对信号进行分析，常用的时域特征包括均值、标准差、峰值等。
频域特征是指在频率上对信号进行分析，常用的频域特征包括功率谱密度、频谱峰值等。
小波变换特征是指通过小波变换将信号转换到频率-时间域，从中提取有用的特征。
这些特征提取方法各有优劣，通常需要结合具体情况选择合适的方法。
除了特征提取外，分类技术在电力系统故障诊断中也起着重要的作用。
分类技术能够将提取的特征按照一定的标准进行分类，为故障的识别和定位提供信息支持。
常见的分类技术包括人工神经网络、决策树、支持向量机等。
人工神经网络是一种模拟人脑神经网络工作原理的算法，它能够学习和识别复杂的模式和关系。
决策树是一种基于树形结构的分类方法，通过对特征进行逐步划分，能够有效地进行分类。
支持向量机是一种基于统计学习理论的分类方法，通过将数据映射到高维特征空间中，从而将非线性问题转化为线性问题进行分类。
这些分类技术在电力系统故障诊断中已经被广泛应用，并取得了较好的效果。
然而，目前电力系统故障诊断中的特征提取与分类技术还存在一些问题和挑战。
首先，电力系统信号的特点复杂多样，不同类型的故障信号具有不同的特征，因此如何准确提取不同故障类型的特征是一个难题。
其次，电力系统故障的分类存在一定的模糊性和不确定性，如何构建合理有效的分类模型成为一个关键问题。
基于时域分析的电力系统故障定位与诊断
基于时域分析的电力系统故障定位与诊断随着工业化进程的加速，在现代社会中，电力系统已经成为了人们生产和生活中不可或缺的组成部分。
而电力系统中的故障问题，也是电力行业面临的重大挑战。
在这个背景下，基于时域分析的电力系统故障定位与诊断技术成为了关注的热点。
本文将对这一技术进行深入探讨。
一、时域分析技术基础时域分析指的是在时间域内对电力系统进行分析与检测，通过对电压、电流等信号的采集和处理来获得有关电力系统的信息，进而对故障进行定位和诊断。
这种分析方式特点是能够反映出信号中的瞬态变化和波形信息，能够更加准确地判断系统的工作。
在时域分析中，需要使用到其它一些基本的电力学知识，如电阻、电感、电容等元件的运用，同时还需要了解一些信号处理和滤波器等方面的知识。
二、电力系统故障定位与诊断的研究进展1. 基于小波变换的电力系统故障检测技术小波变换因其优良的多分辨率特性和良好的时频分析能力，被广泛用于电力系统短路故障检测中。
该方法可以对电力系统信号进行时间-频率分析，能够充分反映信号的高频和低频成分信息，精准地定位故障点。
2. 基于支持向量机的电力系统故障诊断技术支持向量机以其高度的准确率和较小的计算量，成为了电力系统故障诊断的新兴技术。
该方法的基本思想是将样本集映射到高维空间中，进而通过样本在高维空间中的分布规律来实现分类、回归和异常检测等任务。
3. 基于神经网络的电力系统故障定位技术神经网络因其万能逼近性和强大的学习能力，在电力系统故障定位中得到了广泛运用。
该方法的基本思想是将故障点与各个监测点之间的关系建立一个网络模型，通过样本数据对神经元的权值进行训练，从而实现对故障点的定位。
三、时域分析技术的应用前景目前，电力行业已经对基于时域分析技术的电力系统故障定位与诊断技术高度重视。
这种技术为电力系统的安全稳定运行提供了可能，其应用前景广阔。
以电力系统的故障诊断为例，这种技术可以通过合理的数据采集和处理方法，更加准确地检测系统中的故障，提高电力系统的运行效率和生产效益。
环网故障对直流系统绝缘监测影响的研究
122第45卷 第07期2022年07月Vol.45 No.07Jul.2022水 电 站 机 电 技 术Mechanical & Electrical Technique of Hydropower Station0 引言直流电源系统主要负责发电厂和变电站内设备的能源动力供给，其稳定性、可靠性直接关系到电力系统的正常运行。
为提高可靠性，目前在重要场合都使用两套直流系统。
一般情况下，两套直流系统相互独立，不形成电气连接[1]。
但由于供电设计问题，诸多电厂和电站存在直流系统负载使用双电源供电，而没有进行电源隔离的情况，使得系统出现直流环网的情况[2]。
环网直接影响到直流系统绝缘监测的正确性和可靠性，分析和研究环网情况，做出应对方案尤为重要。
文献[3]针对一起110 kV变电站直流系统环网故障查找和处理的案例，从缺陷现象、缺陷分析、直流环网故障查找及处理等方面，总结了变电站直流系统环网故障查找和处理的方法。
文献[4]针对某220 kV 变电站改造过程中由于直流系统多点环网引起的直流系统电压波动故障，排查并分析了故障原因，并提出了改造建议。
文献[5]研究了直流系统中单极、两极、以及交流窜入接地故障类型及其检测方法，提出了绝缘电阻、环网电阻及交流对地电压的计算方法。
本文介绍了直流系统绝缘的一般监测方法，针对直流系统环网模型进行了仿真研究，并在某电站机组直流系统进行了接地试验，提出了在直流环网情况下准确监测直流系统绝缘异常的思路。
1 环网故障1.1 环网故障原因由于设计、施工和人为操作等多方面的因素，直流系统环网故障原因总结有以下几个方面[6，7]：（1）在进行工程的改造或者施工时接线错误，比如存在负荷电源线不只一组，将其连接到不同段的直流母线上；（2）运行人员在进行负荷转移过程中操作不当，负荷接入一段母线而未断开原先的母线开关，使得两端母线都给负载供电；（3）在发电厂和变电站中的重要回路都使用双电源供电，而在进入供电负载之前没有进行电源的隔离，常见的有两路电源通过二极管给重要电源供电，造成直流环网。
小波分析和神经网络理论的电力系统短路故障研究
小波分析和神经网络理论的电力系统短路故障研究摘要电力系统正常运行的破坏多半是由短路故障引起的，发生短路时,系统从一种状态剧变到另一种状态，并伴随产生复杂的暂态现象，测量得到的信号中包含大量的暂态分量。
如何对这类信号进行有效分析,提取其特征，开发新型的保护装置，一直是电力系统保护技术中的重要研究领域.电力系统的保护就是通过对故障进行快速的检测、定位，达到正确动作、消除故障的目的.目前，用于微机保护中的电力信号分析工具有FFT、Kalman滤波器、有限冲激响应滤波器等，它们对于平稳信号的分析是高效的,但在分析非平稳信号中有其局限性；尤其对非线性故障识别困难，如探测高阻抗非线性短路故障便是电力系统一个长期没有很好解决的问题。
本文利用小波变换在信号处理方面的时频分析能力和神经网络对任意非线性函数的普遍的逼近能力，提出了一个基于小波神经网络的电力系统故障段辨别方法。
该方法首先对测量信号作小波变换, 提取特征量，作为多层前向神经网络的输入,对不同的输出要求，提出采用不同的神经网络，判断出发生故障的相位、性质和位置。
集合小波理论和ANN的优点，实现保护智能化，提高保护的选择性、灵敏性及可靠性,保证电网稳定,提高供电质量。
仿真结果显示，小波神经网络故障诊断系统能正确估计电力系统单一故障和多重故障的位置，即使在电力系统中存在保护继电器和断路器误动或拒动的情况下,小波神经网络也能给出合理的结果.测试结果表明，小波神经网络在电力系统警报处理系统中有良好的应用前景。
【关键词】故障诊断小波神经网络电力系统第一章引言1．1选题背景小波分析是一种时域——频域分析方法,自80年代提出以来．理论和应用都得到了巨大的发展，小波分析的出现被认为是傅立叶分析的突破性进展。
由于它良好的时频局部特性和变焦特性，使其已广泛应用于信号分析、图像处理、量子力学、计算机视觉、医学成像与诊断、无损检测、机械故障诊断等领域,．处理突变信号和非平稳时变信号.原则上讲传统使用傅立时分析的地方，现在都可以用小波分析。
变电站直流系统接地故障及检测方法
变电站直流系统接地故障及检测方法摘要：现阶段，我国经济发展态势良好，城市化建设进程不断深入，电能在人们的日常生活中具有越来越重要的作用。
本文针对变电站直流系统接地故障问题及相关检测方法展开研究，分析变电站在运行过程中出现直流接地情况后是否能够维持稳定运行状态，总结相关工作经验，针对各种不同类型的接地问题进行分析，希望能够为同行业工作者提供科学化发展建议。
关键词：接地故障；直流系统；变电站前言：对于变电站中的直流系统而言，主要由硅整流充电器和蓄电池等几项重要部件组成。
当直流系统处于运行状态时，主要发挥自身对变电站的控制作用，同时还可以对各种照明装置和自动装置进行有效控制。
在此期间，此系统能够为保障系统中的开关分合闸运行提供保障作用，所以，确保直流系统稳定运行工作状态具有十分重要的安全保障意义。
一、直流接地原因分析对于变电站中的直流系统而言，当其处于运行状态时，需要使用一定数量的的电缆配合，并且电缆的最终分布情况大多比较广泛，在这样的情况下，经过一段时间的使用后，电缆设备会受到来自外界环境造成的不良影响。
例如：受到气候或者人为行为造成的影响，其中，如果部分比较重要的绝缘元件设备因此出现损坏的情况，造成绝缘效果受到影响而降低，或者出现直流接地的问题，往往会造成十分严重的后果。
（一）直流系统、电气设备、二次回路直流系统、电气设备、二次回路属于变电站中的三个关键组成结构，因为变电站在实际运行期间比较容易受到来自外界环境因素的影响，尤其是在部分外部环境比较恶劣的地区时，造成的影响尤为严重[1]。
例如：在部分比较潮湿或者阴雨天中，这种外部环境容易使变电站中的各种电气设备相继出现绝缘性不断降低的情况，较为严重的还会直接产生直流接地的严重后果。
例如：在部分降水量较大的条件下，电气设备自身的外窗密封度不足，就会让雨水由此流入到户外二次接线盒设备中，此时就会使接线桩头和对应的外壳产生导通作用，进而引发直流接地故障问题，后果十分严重。
小波熵理论及其在电力系统故障检测中的应用研究
第25卷第5期中国电机工程学报V ol.25 No.5 Mar. 20052005年3月Proceedings of the CSEE ©2005 Chin.Soc.for Elec.Eng. 文章编号：0258-8013 (2005) 05-0038-06 中图分类号：TM711 文献标识码：A 学科分类号：470⋅40小波熵理论及其在电力系统故障检测中的应用研究何正友，蔡玉梅，钱清泉(西南交通大学电气工程学院，四川省成都市，610031)A STUDY OF WA VELET ENTROPY THEORY AND ITS APPLICATION IN ELECTRIC POWERSYSTEM FAULT DETECTIONHE Zheng-you，CAI Yu-mei，QIAN Qing-quan(School of Electrical Engineering, Southwest Jiaotong University, Chengdu 610031, Sichuan Province, China)ABSTRACT：The wavelet transform result data of electrical transient signals were abundant, and there was no quantitative method, so to mine and fuse one or a series of universal applicable quantities to detect system fault and stability was essential. Combining wavelet analysis with entropy theory by exploiting the time-frequency localization ability of wavelet analysis and the ability of entropy to token system state, three wavelet entropy concepts, i.e. wavelet energy entropy(WEE), wavelet time entropy(WTE), wavelet singularity entropy(WSE) were defined, and corresponding algorithms were put forward. The mechanism that these three wavelet entropies can token system fault were disclosed. Simulation results of two theoretic signals and transmission line PSCAD/EMTDC simulation signals indicate that wavelet entropy can reflect the system change, and they can eliminate the disturbance of noise and be applied to power system fault detection.KEY WORDS：Electric power engineering; Power systems; Fault detection;Universal applicable quantities; Wavelet Analysis; Wavelet entropy摘要：电力系统暂态信号经小波变换后数据众多，且对故障的判别缺乏定量的手段，所以，挖掘和融合出一个或系列普适量来有效地检测电力系统故障或判别其稳定性至关重要。
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由于环 网电流信号的横 向为时间尺度 ， 纵向为 信号幅值 ， 采用正方形 网格相 当于只用其 中的一个 尺度 来对 时 间和振 幅两 个 物理 量 进 行 测 量 ， 物理 从 意义 上来说 无 法反 映 出各 自的标 度 特性 ， 此 采用 因 矩形 网格对信号曲线进行覆盖。矩形网格不会掩盖 信号曲线 的周期性和振幅特征 。这样在不 同尺寸矩 形网格下， 分别计算与信号相交的网格数 ， 得到的盒 维数更加合理。 ２ ２ 小 波理论 的 多分辨 率分 析 ． １８ 年 Ｓ Ｍ ｌｔ 出了多分辨率 的概念， ９８ ． ａａ 提 ｌ 从空 间角度上说 明了小波的多分辨率特性。小波空间可 以构成 Ｌ（ 的正交 分解 。设 。 （） Ｒ） ． ｔ为 上 的小 波基函数， 那么其二进伸缩和整数平移序列 （） ｔ＝ ２ （～ — ） ２ ｔ ｋ 构成 了 空 间的正交基 。对于任 意函数 ｔ ∈Ｖ， ） ｏ我们可以将它分解为细节部分 和大尺 度 逼 近 部 分 ， 后 将 大 尺 度 逼 近 部 分 Ｖ 然 。 进一步分解 ， 如此重复就可得到任意分辨率上的逼 近部 分 和细 节 部 分 ， 就是 多分 辨 率 分 析 的框 这 架 ・ 。 基于多分辨率分析 ， 将信号在时间和频率的多 个 尺度 上进 行分 解 ， 可提 取 出 所需 的特 征 。假 设 采 样频率为 ， 则经过 ｛ 低通滤波器作用后得到平 ｈ｝ 滑部分 ， 它是频率介于［ ／ ］ ０ ４ 的分量 ； 而经过 ｛ ｇ｝ 高通滤波 器作 用后得到 细节部 分 ， 它是频 率介 于 ［ ４ ／］ Ｌ／ ２ 的分量。再对平滑部分 重复上 面的操 作 ， 可得 到 ２尺度上 的平 滑和 细节部 分 。 则 由于环 网支路中接地电流信号和无接地 的电流 信号在低频段的特征区别 比较明显， 容易实现两种 信号的鉴别 。因此对最底层 的平滑部分进行重构 ， 以获得滤除噪声和高次谐波后的支路电流信号。
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第３ 卷 第 １ 期 ４ ６ ２０年８ １ ０ ６ 月 ６日
继 电器
ＲＥＬ Ｙ
Ｖ １３ Ｎ ． ６ ｏ． ４ ｏ １
Ａｕ ． ６， ０ ６ ｇ １ ２ ０
１ ７
基 于小 波 和分 形 的 直流 系统环 网支 路 接 地 故 障 检 测 研 究
数值仿真分析 ， 验证 了此 方法的可行性和有 效性 。
关 键 词 ：直 流 系统 ； 环 网 ； 小 波 ； 分 形 ； 盒 维数
中图分类号 ：Ｔ ７ Ｍ７
文献标识码 ：Ａ
文章编号 ：１０ －８ ７ ２０ １－０ ７０ ０ ３４ ９ （０６）６０ １－５
０ 引 言
发 电 厂 、 电所 的直 流系 统 是操 作 信 号 和保 护 变 装 置 的电源 。直 流 系统 的绝 缘 水 平关 系着 电 网 、 发 电厂和 变 电站 的安全运 行 。支路 接地 是直流 系统 最
一
１ 环 网支路对 直流 系统 接 地故 障检 测 的影
响
为了保证重要的控制 、 信号回路供电可靠 ， 发电 厂 、 电站直流 系统 中多采 用环 网方式 供 电 ， 图 １ 变 如
常见的故障， 当发生一点接地时必须进行处理 ， 否则 旦发生另一点接地 ， 就有可能引起信号回路 、 控制 回路 、 电保护装置等的误操作 ， 继 甚至会酿成大范围 的停 电事故 。 目前 ， 低频信号注入法是常用的直流系统接地
信号变形也不 同。因此一般的检测方法难以将各种 信号区分开 ， 分辨出支路环流和接地电阻电流， 往往
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ｌ ８
继 电 器 （ ２）
图 ２ 环 网 中 的谐 波 电流
Ｆ ｇ ２ Ｈａ ｍｏ ｉ ｕ ｒ ｎ ｎ ｌｏ ｅ ｉ． ｒ ｎ ｃ ｃ ｒｅ ｔｉ ｏ ｐ ｎ ｔ
李冬辉 ， 李晟 ， 王金凤
（ 天津大学 电气与 自动化工程学 院， 天津 ３０ ７ ） ０ ０ ２ 摘要 ：分析 了低 频信号注入 法在直流 系统环网支路接 地故障检测 中的局限性 ， 出了利 用小波 变换 与分形理 提 论进行环网 支路接 地故障检测的新方法 ： 先对环 网支路 的采样 电流信号进行 基于双正 交 ｂ ｒ． 首 ｉ ２ ２样条 小波 ｏ 的 ２次多分辨 率分析 ， 提取 出环 网电流信号的低 频段 成分特征 ， 再计 算２尺度（ 底层 ） 空间概 貌 系数 ａ ２曲线的 分形维数 ， 以识 别不同情 况下的环 网接地故 障。该方 法解 决了环 网中谐 波电流对低频信号 注入 法的影响 。经
所示 。假设当支路 １ 与直流电网负母线相连的负极 电缆出现故 障时 ， 通过支路 ２ ３均可以保证支路 １ ， 的回路完整 ， 出现开环断路。因此 ， 不 支路 １ 的供 电 可靠 性 大大增 加 。
故障检测方法之一 ， 即向直流 系统正负母线注入低 频正弦电压信号 ， 通过计算接地 电阻值来判 断出故 障支路。但是该方法在实际应用中， 存在一定 的局 限性， 容易受到直流系统支路 中存在的对地分布 电 容 ， 网 谐 波 电 流 ， 波 电 压 和 其 它 干 扰 的 影 环 纹 响¨ 。本文针对直流系统 中环网故障检测这一问 Ｊ 题进行分析探讨 ， 在低频信号注入法的基 础上提出 利用小波与分形进行环 网故障检测 的方法。该方法 通过计算小波分解后不 同尺度上信号盒维数 的大小 及其变化， 反应信号在不 同频段 内的不规则程度和 复杂度 ， 从信号的非平稳性角度分析 ， 克服了谐波电 流的影响， 实现直流系统接地故障支路的准确定位。 本文首先对环网支路进行 了分析 ， 其次对小波 与分 形理 论 的相 关 内容 进 行 了 简单 介 绍 ， 后 具 体 然 地阐述了环网故障检测方法的步骤 ， 最后 给出了仿 真结 果 。通过 对仿 真 结 果 进 行 分 析 ， 验证 了该 方 法 在环 网接地支 各不相 同的谐波分 量， 四段 导线 中 的复阻抗 也各 不相 同 ， 其 上形成 因此 的压降 各不相 等 ， 如图 ２ 。 在 环 网运 行 时 ， 以等 效 为 四个 电压源 和 四个 可
复 阻抗 串连在 同一 回路 中 ， 因此 会 形成 由谐 波 分量 组 成 的环流 。这种 情 况 下 ， 电流 互感 器 一 次 侧 的谐 波 成分 非常 大 ， 可 能 会 达 到饱 和 ， 和 程 度不 同 ， 很 饱
基金项 目：天津市 自然科 学基金资助项 目（ ３ ６ １ １ ） ０ ３ ０ ５ １ 图 １ 直流 系统 中的环 网
Ｆ ｇ １ Ｓ ｍｐｅ ｏ ｏ ｅ ｎ ＤＣ ｓ ｓ ｍ ｉ ． ａ ｌ ｆｌ ｐ ｎ ｔｉ ｙ ｔ ｏ ｅ
但 是 由 于整 流 电源 纹 波 电压 的影 响 ， 经 四段 流