无论从经济或者技术角度看，大型发电机都是电力系统中的重要元件。非预期的事故停机不但会造成停电损失还可能引发系统振荡甚至系统失稳，扩大了停电面积。造成事故停机的原因是多种多样的，有电系统、冷却系统、机械系统等，但发电机定子绝缘老化是其中的一个主要原因。随着电力市场的发展，对这类设备的运行可靠性要求进一步提高。因此如何在设备运行过程中有效地监测绝缘状况并确定设备的检修时间成为当前的一个重要研究课题。以在线监测为基础的状态维修是提高设备运行可靠性和可用率的有效手段。其中，局部放电在线监测是设备绝缘监测的重要手段之一。由于现场大量的电磁干扰，噪声的抑制始终是局放在线监测研究中的一个重要课题。同时，如何对滤波后的局放信号进行分析，提取局放信号的有效特征也是研究的难点之一。局放监测的目的是为了评估运行中的发电机绝缘状态及绝缘寿命，因此如何利用测得的参数和提取的特征进行绝缘诊断始终是科研工作者的研究课题。本文利用小波理论和专家系统等工具对这些问题进行了有意义的探索，取得了以下研究成果： 1.本文首先从一个新的角度—小波系数的概率分布模型，来考虑对小波系数进行处理的问题。然后，借鉴马尔可夫模型在语音识别等领域的成功应用，将小波域马尔可夫模型引入局部放电信号处理中，利用EM参数估计来建立局放信号小波系数的马尔可夫模型。在小波变换的基本性质—局部性和压缩性的基础上，考虑了小波变换更深层次的聚集性和持续性等特性，并利用其分析局部放电信号的小波变换系数。编制了基于小波域马尔可夫模型的局放信号去噪算法，使用贝叶斯估计算法实现了对白噪声的滤除。用该算法对某电厂发电机中性点测得的局放数据进行处理，取得较好的去噪效果。 2.在信噪比较低的情况下，仅用一种去噪方法难以获得满意的去噪效果。本文在基于小波奇异性理论分析的基础上提出了改进空间屏蔽滤波算法，并将其应用于局部放电脉冲的提取。选择具有反对称的二次样条母小波，来突出信号的突变点；采用Teager能量算子来强化奇异点的信号能量；利用二进小波变换的平移不变性，通过对变换后的小波系数的直接相乘进一步突出信号的奇异点，通过和原小波系数比较形成空间屏蔽滤波器，通过相邻两尺度的屏蔽滤波器进行逻辑“与”运算找到小波变换的模极大值点，形成最终的空间屏蔽滤波器。仿真局放信号的试验、试验室放电信号的试验及发电机中性点实际测量信号的试验结果表明该方法能有效检出淹没在噪声中的局放脉冲信号。和传统的小波去噪方法相比，具有信噪比高，信号幅值衰减和畸变小的优点。 3.在局放信号去噪的基础上，本文从局放脉冲位置的确定，幅度的确定，脉冲极性的确定以及如何从中性点采集到的局放信号中提取基于相位分析的局放信号几个方面进行了研究。提出了基于Morlet小波的复值小波变换用于提取局放脉冲的包络，并相应确定局放脉冲的位置，脉冲宽度和幅度；针对脉冲极性的问题，利用局放信号为指数衰减的振荡信号的特征，提出了基于信号解调的方法来确定信号的极性。由于从发电机中性点采集到的局放信号是A、B、C三相定子线圈局放信号的叠加，为了对某单相线圈产生的局放信号分析，有必要提取各个单相线圈的局放信号。为此，根据在时域上不同相别的局放信号分布的不同以及在叠加区域脉冲极性的不同，提出了相位开窗法，并将其应用于提取各相定子线圈的局放脉冲。仿真和实测信号的试验验证了上述方法的正确性。 4.通过对绝缘老化机理的分析指出，局部放电是绝缘老化的重要指标，但不是唯一的指标。温升也是绝缘材料老化的主要参数，因为绝缘材料的性能与温度密切相关，在高温下，材料的绝缘性能会迅速下降。同时，机械振动也是影响绝缘劣化程度和速度的重要因素。通过分析，指出仅仅依靠局部放电在线监测难以给出绝缘老化程度的可靠分析，绝缘诊断应融合其它传感器的测量结果以及运行数据，环境数据等进行综合分析。在此基础上提出了融合局部放电测量、温度测量、振动测量以及离线数据的分层分布式绝缘诊断专家系统，并采用黑板型专家系统来实现。该专家系统综合了多种诊断方法，采用了从局部到整体的分析方法，能给出较高置信度的诊断结果。