局部放电图像识别特征提取方法及应用研究.pdf

名乎工程硕士学位论文唐大申请学位级别：工程硕士工程领域：电气工程学位授予单位．重庆大学题目：局部放电图像识别特征提取方法及应用研究教授级高工．成都电业局论文提交日期：年沾鸨缛掌冢月日论文评阅人：唐炬教授张敏高工论文作者：杨斌指导教师姓名、职称：廖瑞金教授兼职导师姓名、职称、工作单位：杨忠民答辩委员会主席：唐炬分类号密缴年
摘要绝缘内部局部放电被广泛认为是导致电气设备绝缘劣化的重要因素．与高电压电气设备运行的安全性和可靠性具有密切联系。局部放电在线监测系统中的放电类型自动识别，能够及时发现绝缘内部局部缺陷及放电发展程度，防菏鹿史生。针对局部放电模式自动识别的需要，作者系统地研究了局部放电灰度图像自动识别中的基本理论和实现方法：荼溲蛊骶植糠诺缭谙呒嗖獾囊G螅杓屏朔诺缒Ｐ秃褪笛榉椒ǎ⑼过模型实验获得了大量典型放电样本数据，为研究局部放电灰度图像和解码图像识别作好准备；泳植糠诺绶中翁卣鞒龇ⅲ芯苛瞬捎酶慕詈形法崛局部放电分形特征的方法，研究了局部放电灰度图像分维数、二阶广义维数和高值灰度图像分维数三种分形特征及提取方法，通过对放电样本的分形特征参数计算，结果表明不同类型放电的分形特征具有一定的差异；芯苛司植糠诺缁叶韧枷竦耐臣铺卣鳌Ｊ紫妊芯苛司植糠诺缁叶韧枷窬靥征，利用矩特征描述局部放电灰度图像基本几何形状特征；其次研究了局部放电灰度图像的相关统计特征参数：通过对放电样本的统计特征参数计算，结果表明不同类型放电的统计特征具有一定的差异：杓屏朔聪虼úニ惴ㄇ袄∪斯ど窬绶掷嗥虺莆狟，研究了在采用上述识别特征和识别局部放电灰度图像的方法；识别结果表明，该方法能够有效地应用于局部放电模式自动识别．并获得了良好的识别效果。关键词：局部放电，模式识别，特征提取，前馈神经嘲络重庆大学工程硕士论文
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髀局部放电测量中模式自动识别的意义随着国民经济的发展，要求电力工业不仅能够提供充足的电能，也要提高供电质量和可靠性，同时要求减员增效。在电能生产出来后，输变电设备承担着改变电压、向远方传输电能的重要工作，特别是现代电力系统逐渐向着超高压、大容量、大电网、自动化方向发展，输变电设备的可靠性对电力系统的安全运行有着举足轻重的作用。大型电气设备发生突发性停电事故会造成巨大的经济损失和不良的社会影响。因此，对设备进行必要的检查和检修是电力运行部门的重要工作内容。目前，电力运行部门是将大型电气设备的局部放电测量安排在绝缘预防性试验中进行。实践证明，定期预防性试验和维修对减少和防止事故的发生起到了很好的作用，但仍然存在很多不足之处⋯。因此，目前以在线监测和故障诊断为基础的状态维修得到了迅速发展。状态维修避免了预防性维修可能对设备造成的过度维修，节省了人力和物力，减少了电气设备试验和维修的盲目性。在电场作用下，绝缘结构中只有局部区域发生放电，而不是大面积或贯穿整个导体的放电，这种现象称之为局部放电，大型电气设备的绝缘结构比较复杂，使用材料多种多样，整个绝缘系统电场分布很不均匀。由于设计或制造工艺上不尽完善使绝缘系统中存在气隙，或是长期运行过程中绝缘受潮，水分在电场作用下分解产生气体而产生气泡。由于空气的介电常数小，即使绝缘材料在不太高的电场作用下，气隙、气泡部位的场强也会很高，当电场达到一定值以上时就会发生局部放电。另外绝缘内部存在缺陷或混入各种杂质，或者在绝缘结构中存在某些电气不良．都会使局部电场集中，在电场集中的地方就可能发生固体绝缘表面放电或悬浮电位放电。在油纸绝缘结构中的局部放电会导致剧烈的放电，并使该处成为热点，使绝缘破坏。局部放电发展为树枝放电后，极易导致沿面闪络。由此可见，局部放电可认为既是绝缘劣化的征兆，又是绝缘劣化的原因。局部放电对绝缘结构起着一种侵蚀作用，它对绝缘的破坏机理有以下几个方面：缋胱佣越橹时砻娴淖不鳎卸戏肿庸乖欤由于带电离子撞击介质，引起介质局部温度上升，使介质加速氧化，导致材料的机械、电气性能下降；植糠诺绮幕钚云宥越橹实难趸饔檬菇橹手鸾チ踊Ｕ庵衷诘绯〕期作用下绝缘中发生的老化称为电老化，由局部放电造成的放电老化是电老化的主要形式‘】。根据放电机理局部放电通常可分为啵吹缱优鲎驳缋敕诺汤逊放电流注放电及热电离放电。按局部放放的表现形式，小间隙局部放电又可分为火花重庆大学工程硕士学位论文
二二二二二局部放电模式自动识别研究的发展状况二二二二工二二放电龀逍、辉光放电锹龀逍及亚辉光放电。从局部放电发生的位置、放电过程和现象来看，局部放电可以分为三种类型：内部放电、表面放电和电晕放电】。以上是三种最基本的局部放电形式。此外，绝缘体中存在水珠、导电杂质、电气设备内部存在悬浮电位体也会引起局部放电；液体绝缘内部也可能出现固体表面局部放电和电晕放电”电气设备绝缘局部放电模