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局部放电与电力变压器内部绝缘缺陷具有紧密联系,通过局部放电在线监测能够及时判断变压器内部绝缘状态,对防止电力变压器事故发生,保障电力系统安全稳定运行具有重要意义。由于局部放电超高频监测能够有效避开低频电磁干扰和电晕等脉冲干扰,近年来得到了广泛重视。然而,将电力变压器局部放电超高频监测系统应用于工程实际,仍然需要在传感技术、抗干扰技术以及局部放电模式识别技术等方面开展深入研究。本文在对变压器局部放电在线监测研究现状总结分析的基础上,从多频带超高频传感器的设计、自适应小波去噪和超高频信号识别三个方面,进行了系统深入的研究。论文主要内容如下:①针对目前广泛用于局部放电测量的超高频传感器频带单一的特点,提出设计一种多频带超高频四阶Hilbert分形天线,通过仿真分析了导线宽度、介质厚度等参数对四阶Hilbert分形天线性能的影响,选取了合适的天线几何参数,制作出四阶Hilbert分形天线。该天线几何尺寸较小、具有多频带频带,其驻波比、输出阻抗和方向性等参数能够满足变压器局部放电超高频监测要求。②为提高局部放电小波去噪信号的信噪比并减小去噪信号的畸变率,提出了基于尺度系数能量最大原则的逐层最优小波自适应选择方法,并对采用具有一阶连续导数阈值化函数及遗传算法的尺度相关最优阈值估计自适应算法进行了研究,建立了局部放电信号的自适应最优小波去噪方法,通过局部放电高频仿真信号、实验室实测局部放电信号以及现场实测局部放电信号的去噪实验研究,与标准小波阈值法进行了对比分析,说明了本文提出的自适应最优小波去噪方法优点。③研究了采用四阶Hilbert分形天线测量的局部放电超高频信号多尺度特征提取方法,该方法通过对局部放电超高频信号的小波或小波包多尺度变换,提取局部放电超高频信号多尺度分解信号的能量参数及网格维数;采用本文提出的多尺度能量参数和网格维数分别输入到反向传播神经网络进行训练识别,对四种人工绝缘缺陷放电样本的识别正确率分别最低达到93.33%和95.00%。上述理论分析与实验研究结果表明,本文研究与提出的四阶Hilbert分形天线、自适应最优小波去噪以及信号的多尺度特征参数的提取与识别等方法,能有效实现变压器局部放电超高频监测与信号识别,具有良好的应用前景。