FFT变换与小波变换在变压器局部放电信号去噪中的应用.pdf

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1、第46卷第5期Vol．46No．52009年5月TRANSFORMERMay2009FFT变换与小波变换在变压器局部放电信号去噪中的应用赵敏（沈阳职业技术学院，辽宁沈阳110045）摘要：介绍了FFT变换与小波变换的基本原理，针对超高频局部放电检测中的两种干扰信号，分别采用FFT变换与小波变换进行了去噪处理。关键词：变压器；FFT变换；小波变换；局部放电中图分类号：TM406文献标识码：B文章编号：1001－8425（2009）05－0028－04ApplicationofFFTandWavel

2、etTransformstoNoiseEliminationofTransformerPartialDischargeSignalsZHAOMin（ShenyangPolytechnicCollege,Shenyang110045,China）Abstract：TheprinciplesofFFTandwavelettransformsareintroduced.Twokindsofin-terferingsignalsaredealtwithFFTandwavelettransformsinn

3、oiseeliminationofUHFPDdetection.Keywords：Transformer；FFTtransform；Wavelettransform；Partialdischargeorm，简记为FT）及频域信号X（ω）的傅里叶反变换1引言（Inversefouriertransform，简记为IFT）公式为：现场测量的变压器局部放电信号常含有噪声，∞-jωtFTx（ω）=X（ω）=乙x（t）edt（1）将噪声有效去除并保留原始放电信号的特征是变压-∞∞[1]1器局部放电信号去噪

4、的核心内容。超高频局部放jωtx（t）=乙X（ω）edω（2）2π-∞电检测技术由于抗干扰能力强、灵敏度高，在变压器[2]由于传感器检测所得到的模拟信号通常要转化局部放电检测中得到了广泛的应用。超高频局部为数字信号，它们是离散的，长度也是有限的，对它放电检测面临的干扰主要来自白噪声和窄带信号，本文中笔者将分别使用快速傅里叶变换（Fastfouri-们进行的傅里叶变换为离散傅里叶变换。FFT变换ertransform，简称FFT变换）与小波变换对白噪声解决了计算量大、数据占用计算机内存容量大的问和

5、窄带干扰进行了去噪处理。题，它在局部放电信号分析中得到了广泛的应用。下面通过例子说明对信号利用FFT进行频域分析与2FFT变换时域分析的优势。局部放电信号的时域信号与频域局部放电的信号通常可分解为傅里叶级数或可信号对比如图1所示。图1中的局部放电时域信号进行傅里叶变换。对周期性信号，经傅里叶级数分解中很难看出信号的特征，而进行FFT变换后可以非后，得到各次谐波的幅度和相位，它们构成了信号的常明显地看出，信号主要由200MHz和500MHz的幅度频率特性和相位频率特性，统称为信号的频谱。分量构成。

6、从频率的角度出发，在频域对信号或系统进行分析，从式（1）中还可以看出傅里叶变换是信号在整称为频域分析。傅里叶变换是频域分析的基础。个时域的频谱，而不能反映信号在时间局部区域范时域中的信号x（t）的傅里叶变换（Fouriertransf围中的频率特征。这种时域和频域局部化的矛盾，傅第5期赵敏：FFT变换与小波变换在变压器局部放电信号去噪中的应用29放电信号信号功率谱式中X（ω）———x（t）的傅里叶变换23.5*1.5ψ（aω）———ψ（t）的傅里叶变换31小波变换具有多分辨率（也叫多尺度）的特点

7、，2.50.5可以由粗到精地逐步观察信号。小波的持续时间即02/W分析时段，随尺度因子a的放大而变宽。/V值-0.5率1.5功由于连续小波变换的冗余性较大，为压缩数据幅-11和节约计算量，在实际应用中需将其参数离散化，在-1.50.5一些离散的尺度和位移值下计算小波变换。-2对于尺度因子a，一般按幂级数进行离散化，即-2.500501001502000500100001j分别取a值为a0，a0…a0，j=0，1，2…。通常，取a0=2，时间/ns频率/MHz01j-j/2-j即a分别取2，2…2

8、，此时相应的小波为2ψ[2（t-图1局部放电信号的时域信号与频域信号对比τ）]，j=0，1，2…。Fig.1Comparisonbetweentimeandfrequency对于位移τ，通常按均匀离散取值，并加以归domainsofPDsingnals一化。当尺度及位移离散化时，小波ψaτ（t）可改写里叶分析无法解决，需要应用时频局部分析法。为ψjk（t）。-j/2-jψjk（t）=2ψ（2t-k），j=0，1，2…；k∈Z（5）3小波变换理论4小波变换与FFT变换在原理上的比较小波变换（Wav