分数阶傅立叶变换和小波变换相融合去噪的局部放电信号提取

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1、维普资讯http://www.cqvip.com2008年6月Jun．2008第36卷第3期(总第196期)Vo1．36No．3(Ser．No．196)分数阶傅立叶变换和小波变换相融合去噪的局部放电信号提取PartialDischargeSignalExtractionBasedonFractionalFourierTransformCombinedwithWaveletTransform李天云，布小红，周博，李晓晨，张方彦(东北电力大学，吉林吉林132012)摘要：根据局部放电信号的特征，提出了强噪声背景下基于分数阶傅立叶变换(FRFT)的数据预处理和小波平滑去噪的局部放电信号提取方法。含

2、噪信号经过FRFT后，在FRFT域内，随着阶次P的变化，信号能量谱呈现不同的时频聚集性，利用最小均方误差(MMSE)准则扫描到最优阶的FRFT域，根据3法则采用硬阈值法进行数据预处理。为进一步提高局部放电信号的提取精度，采用db8小波及无偏似然估计阈值规则进行平滑去噪。通过对仿真信号和实测信号的分析，验证了本文方法的有效性与可行性。关键词：局部放电；分数阶傅立叶变换；3a法则；小波变换Abstract：Thispaperproposesapartialdischarge(PD)signalsanalysismethodbasedonFractionalFourierTransformandW

3、aveletTransformunderstrongnoisesbackground．InFractionalFourierdomain，theenergyspectrumstime—frequencYcongregationofthenoiseincludesignalsvarieswiththechangeoforderP．TheoptimalorderofFRFTisderivedaccordingtotheminimummeansquareerror(MMSE)criterion．Hardthresholdmethodaccordingto3aruleisintroducedforP

4、Ddatapretreatment．Db8waveletandthesoftthresholdbasedonStein’sUnbiasedEstimateofRiskareusedtosmoothlydenoiseforbetterPDsignalsextraction．Thesimulationandexperimentalresultsvalidatestheeffectivenessandfeasibilityoftheproposedmethod．Keywords：partialdischarge；FractionalFourierTransform；3arule；WaveletTr

5、ansform中图分类号：TM711；TM855文献标识码：A文章编号：1009—5306(2008)02—0004—05局部放电(以下简称局放)检测是反映高压电的问题，本文提出了分数阶傅立叶变换(FRFT)融力设备绝缘状况的重要手段之一。，它对于提高电合小波变换。由于分数阶傅立叶变换。同时融合了力系统的安全性和经济性具有重要意义。在设备实信号在时域和频域的信息，具有良好的时频聚集性，际运行中，由于存在大量的现场干扰，局放被掩盖，因而可有效地处理非平稳信号。通过对带噪局放信为了获得有效的局放信息，必须对噪声干扰加以抑号作FRFT，在FRFT域内采用3法则，进行硬制。在现场众多的干扰源中，随机

6、噪声影响尤为严阈值处理，最后利用FRFT反变换获得预处理后的重，应该作为首先抑制的对象。近年来众多学者在这局放信号。理论分析表明，在FRFT过程中存在一方面做了深入的研究。目前有多种抑制方法，如快个最优的P阶FRFT域，此时可达到最优的数据预速傅立叶变换(FFT)滤波、小波变换等，其中，FFT处理效果。进一步的2～3层小波平滑滤波，更能提滤波和小波变换都是通过频域内的子带滤波来达到高局放信号特征的提取精度。仿真分析结果验证了抑制高频噪声的目的的。由于随机噪声干扰的频谱本文方法的有效性与可行性。与局放信号的频谱相互重叠，在频域内难以与局放信号区分开，给局放信号的提取带来了很大困难。1FRFT与

7、数据预处理针对局放信号和噪声在时、频域均存在能量耦合，无法通过时域或频域滤波将局放信号精确提取1．1FRFT及离散实现收稿日期：2008—01—30作者简介：李天云(1945一)，男，教授，从事自动控制理论、信号处理、非线性系统理论及其在电力系统中的应用研究。·4·维普资讯http://www.cqvip.com2008年6月Jun．2008第36卷第3期(总第196期)Vo1．36No．3(Ser．No．1