：0258-8013（2004）03-0169-05：TM835文献标识码：A学科分类号：470·4024基于数学形态滤波器抑制局部放电窄带周期性干扰的研究刘云鹏，律方成，李成榕，李燕青（华北电力大学电气工程学院，河北保定071003）STUDYOFTHEMATHEMATICALMORPHOLOGICALFILTERINSUPPRESSINGPERIODICNARROWBANDWIDTHNOISEOFPDLIUYun-peng,LÜFang-cheng,LICheng-rong,LIYan-qing（SchoolofElectricalEngineering,NorthChinaElectricPowerUniversity,Baoding071003,China）而造成变压器绝缘老化和破坏的主要原因之一是局部放电，所以实现变压器局部放电的在线检测对提高电力系统的可靠性和经济性具有较高的理论意义和实用价值。局部放电在线检测的主要问题之一是抗干扰问题。其中窄带周期性干扰在现场十分强烈，在时域经常将局部放电信号淹没，在频域表现为窄带离散谱线。目前所采用的窄带周期性干扰抑制方法主要有频域的阀值滤波法[1-2]、数字陷波器法[3]和自适应滤波法[4]，时频联合分析的小波变换法[5-6]等。但是阀值滤波和陷波器法使原始局部放电能量损失较大，现场中干扰频带发生变化和有新的干扰谱线出现时，滤波器参数难以确定；自适应滤波虽然能够自动调节参数，但稳定性较差；时频联合小波分析法在去除窄带周期性干扰有一定的优越性，但是在局部放电微弱的情况下，选取合适的小波和恰当的小波系数等是比较困难的。本文研究了应用非线性的数学形态滤波器抑制局部放电在线检测的窄带周期性干扰的方法，该方法在频域有效地滤除窄带周期性干扰的离散谱线，而很好地保留了局部放电信号本身特征谱线，噪声抑制比高，干扰频带的变化和新的干扰谱线出现对滤波效果影响小。数学形态滤波器在数字图象处理中早已广泛应用，这种非线性的滤波器可以有效消除噪声而保留原信号的一些必要形状。数学形态滤波器是基于信号的几何结构特性，利用预先定义的结构元素（相当于滤波窗）对信号进行匹配或局部修正，以达到提取信号，抑制噪声的目的。ABSTRACT:Itisdifficulttosuppresseffectivelyelectro-magneticinterferencesandnoiseinpartialdischargeon-linemonitoring.Inthepaper,thenonlinearmathematicalmorphologyisappliedforsuppressingPD’speriodicnarrowbandwidthnoise.BasedonclassicalLeastMeanSquare(LMS)algorithm,akindoffilterwithstructuringelementsadaptive,morphologicalopenandclosingoperatorscombinationisdesigned.SimulationsandfieldingmeasuringresultshowthatitsNNRismorethan60dBand20dB.SoitiseffectiveforsuppressingnarrowbandwidthnoiseandfitperfectlyfortheapplicationinPDon-linemonitoring.KEYWORDS:Transformer;Mathematicalmorphologyfilter;Partialdischarge;On-linemonitoring;Adaptivealgorithms;Electromagneticinterferences摘要：变压器局部放电在线检测的关键技术之一是有效抑制现场强烈的电磁干扰。文中引入非线性数学形态学变换，基于最小均方（LMS）算法构造了一种结构元素自适应的形态开、闭组合形态滤波器，很好地解决了局部放电在线检测的窄带周期性干扰问题。仿真表明该方法对窄带周期性干扰的噪声抑制比（NNR）大于60dB，而现场实际测量的噪声抑制比超过20dB。数学形态滤波器为电力变压器局部放电在线检测提供了一种新的干扰抑制方法。关键词：变压器；数学形态滤波器；局部放电；在线检测；自适应算法；电磁干扰1引言电力变压器是电力系统的重要设备之一，它的可靠运行对电力系统的安全、经济运行有重大意义。电力变压器的可靠性主要决定于其绝缘状况，---本文来源于网络，仅供参考，勿照抄，如有侵权请联系删除---中国电机工程学报第24卷1702数学形态学滤波器原理2.1数学形态基本变换[7]数学形态学（MathematicalMorphology）是20世纪60年代中期由法国数学家G.Matheron和J.Serra创立的，是一种非线性图像（信号）处理和分析的工具，其主要内容是设计一整套的变换（运算）、概念和算法，用以描述图像（信号）的基本特征或基本结构，目前已经广泛的应用于信号、图像分析和处理等工程领域。数学形态学是以集合来描述目标信号，在进行信号处理时，设...