基于變分模態分解和多尺度排列熵的變壓器局部放電信號特征提取

張 蒙，朱永利，張 寧，張媛媛

(華北電力大學 新能源電力系統國家重點實驗室，河北 保定 071003)

基于變分模態分解和多尺度排列熵的變壓器局部放電信號特征提取

張 蒙，朱永利，張 寧，張媛媛

(華北電力大學 新能源電力系統國家重點實驗室，河北 保定 071003)

局部放電類型的識別對準確掌握變壓器絕緣狀態和合理安排檢修維護有著重要的指導意義。識別放電類型的關鍵在于放電特征的提取。針對目前局部放電特征識別穩定性差，識別率低的問題，提出了一種基于變分模態分解(Variational Mode Decomposition, VMD)和多尺度排列熵(Multi-scale permutation entropy, MPE)的特征提取方法,并驗證了方法的有效性。利用VMD分解算法對實驗室條件下采集的4種局部放電信號進行分解，得到數個包含不同頻帶信息的有限帶寬的固有模態分量(band-limited intrinsic mode functions, BLIMFs)，分別計算相應的多尺度排列熵，并將其組合成原始特征量。在此基礎之上，利用最大相關最小冗余準則(max-relevance and min-redundancy criteria, mRMR) 對原始特征量進行優選降維，最后使用支持向量機分類器實現分類。實驗結果表明：在染噪情況下，該方法提取的多尺度排列熵仍能準確刻畫不同的放電信號時頻復雜度的差異，魯棒性強，識別率高。

變壓器；局部放電；特征提取；變分模態分解；多尺度排列熵

0 引 言

變壓器在生產、安裝以及長期運行過程中會不可避免出現如毛刺、虛焊等絕緣缺陷。這些絕緣缺陷會使變壓器的局部電場畸變，從而誘發放電(Partial Discharge，PD)。局部放電的存在又會導致變壓器絕緣的進一步劣化甚至失效[1]。通過識別PD的類型，了解設備絕緣狀態，有利于制定合理的檢修計劃，保證電力系統安全運行。……