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Type: Dissertação de Mestrado
Title: Representação esparsa utilizando Wavelets e variação total aplicados ao processamento de sinais de descargas parciais
Authors: Paulo Vitor do Carmo Batista
First Advisor: Hilton de Oliveira Mota
First Referee: Lucas de Souza Batista
Second Referee: Maurilio Nunes Vieira
Third Referee: Ricardo Luiz da Silva Adriano
Abstract: Descargas parciais são descargas elétricas transitórias em formas de pulsos de curta duração que acontecem no interior de sistemas de isolamento. Com o intuito de constatar a existência de descargas parciais, são desenvolvidas e utilizadas técnicas de processamento de sinais que visam possibilitar intervenções e manutenções programadas em equipamentos, evitando assim grandes prejuízos financeiros. Diversas são as técnicas de processamento de sinais existentes que possibilitam eliminação de ruídos, no entanto, por possuir características específicas, sinais com descargas parciais são melhores processados quando utiliza-se a Transformada de Wavelets. Tal transformada permite, entre outras características, a decomposição do sinal em componentes localizados no tempo (translação do sinal) e na escala (dilatação/contração do sinal), o que favorece a representação de sinais estritamente localizados. Especificamente, em uma variação da Transformada de Wavelets conhecida como Transformada de Wavelets Estacionária, permite-se reconstruir um sinal a partir de suas versões deslocadas circularmente obtendo-se um dicionário sobrecompleto. Entretanto, ao utilizar um dicionário sobrecompleto, obtém-se um sistema indeterminado, permitindo infinitas soluções. Assim, com o objetivo de encontrar a melhor solução (menor erro de reconstrução) entre as existentes, é necessário aplicar um método de otimização. Este trabalho apresenta o método conhecido como Wavelet Total Variation, que baseado no algoritmo Split Variable Augmented Lagrangian Shrinkage Algorithm, busca eliminar ruídos em sinais de descargas parciais. O método é aplicado em sinais de descargas parciais medidos em laboratório e gerados por modelos numéricos contendo ruídos do tipo harmônico, gaussiano e impulsivo. Os resultados obtidos mostram que o método obtém expressivos níveis de atenuação dos três tipos de ruído utilizados e produz pouca degradação nas descargas parciais. O método é analisado frente a outro método da literatura e apresenta melhores resultados quantitativos quando comparados os erros resultantes entre os sinais originais e os sinais obtidos.
Abstract: Partial discharges are transient electrical discharges in the form of short pulses that occur inside insulation systems. In order to verify the existence of partial discharges, signal processing techniques are developed and used to enable interventions and scheduled maintenance in equipment, thus avoiding major financial losses. Several are the existing signal processing techniques that allow denoising, however, because they have specific characteristics, partial discharge signals are better processed when using the Wavelet Transform. Such a transform allows, among other characteristics, the decomposition of the signal into components localized in time (signal translation) and in the scale (signal dilation/contraction), which favors the representation of strictly localized signals. Specifically, in a variation of the Wavelet Transform known as Stationary Wavelet Transform, it is possible to reconstruct a signal from its circularly shifted versions by obtaining an overcomplete dictionary. However, by using an overcomplete dictionary, an indeterminate system is obtained, allowing infinite solutions. In order to find the best solution (least reconstruction error) among existing ones, it is necessary to apply an optimization method. This work presents the method known as Wavelet Total Variation, which based on the algorithm Split Variable Augmented Lagrangian Shrinkage Algorithm, aiming to eliminate noise in signals of partial discharges. The method is applied to signals of partial discharges measured in laboratory and generated by numerical models containing noises of harmonic, gaussian and impulsive type. The obtained results show that the method allows expressive levels of attenuation of the three types of noise investigated and produces little degradation in the partial discharges. The method is analyzed against another method in the literature and presents better quantitative results when comparing the resulting errors between original signals and the obtained signals.
Subject: Engenharia elétrica
Descargas elétricas
Wavelets (Matemática)
Processamento de sinais
language: Português
Publisher: Universidade Federal de Minas Gerais
Publisher Initials: UFMG
Rights: Acesso Aberto
URI: http://hdl.handle.net/1843/RAOA-BC2HJH
Issue Date: 1-Nov-2018
Appears in Collections:Dissertações de Mestrado

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