变压器油中多局放源检测方法研究及定位系统开发

发布时间：2020-07-26 09:55

【摘要】：局部放电超声阵列检测是将阵列传感器和阵列信号处理技术相结合的一种新的方法。现有的阵列检测方法没有考虑到阵列误差的影响,且电力变压器运行环境极为复杂,尤其是出现多点放电的情况时,检测成功率不高且精度较低。据此,本文开展变压器油中多局放源超声阵列检测方法研究,并开发了一套局放定位系统,主要内容如下:(1)提出了一种局部放电超声阵列信号幅相误差和阵元互耦误差的自校正算法。首先通过对变压器多局放源阵列检测的误差进行分析,建立了阵列幅相误差和互耦误差的数学模型;然后运用F-W自校正算法对幅相误差和互耦误差进行自校正并进行了仿真验证,分析了自校正算法在不同阵列结构、不同阵元数目的测向误差;最后基于自校正算法开展变压器多局放源测向定位仿真研究。(2)提出了一种基于联合近似对角化算法的多局放源超声阵列信号去噪方法。分析了联合近似对角化算法的基本原理,并基于此算法开展方形阵列和圆环形阵列在多局部放电源情况下的去噪仿真研究。从去噪前后的局放超声波形特征、阵列流型相角差、阵列观测信号三个方面分别提出了可表征去噪性能的评价指标,进而对去噪效果进行评价,验证了该算法的正确性。(3)开展了变压器油中多局放源测向定位实验研究。运用联合近似对角化算法对方形、圆环形超声阵列传感器在满阵情况下接收到的多局放源信号进行去噪,对去噪后的数据运用阵列误差自校正后的MUSIC算法进行测向,运用多平台交叉定位法进行多局放源三维空间定位。为证明算法的有效性和适用性,同时开展了方形阵列、圆环形超声阵列在稀疏度为2时的多局放源测向定位实验,验证了联合近似对角化算法和阵列误差自校正后的MUSIC算法对稀疏阵列同样适用。(4)开发了一套多局放源定位系统。系统主要包括超声阵列传感器模块、数据采集器模块、虚拟仪器模块以及软件定位系统模块四个部分。基于C#语言进行编程,采用Visual Studio及Matlab平台对软件定位系统进行设计,可以较好的实现多局放源实验信号的去噪、测向和三维定位等功能。
【学位授予单位】：华北电力大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TM855
【图文】：

为参考）之间的时延为：1( cos ck k x c 上式中：xk和 yk表示第 k 个阵元距分别代表阵列传感器的行数和列数。将式（2-20）和2 c 代入阵列流j sin cos ( ) [1,e ei a ， ，设置采样频率为 10MHz，局部放电为 1500m/s，信噪比为 10dB。以两个局真研究，假设两个局放源的空间坐标为感器空间位置假设为(50,0,0)cm、(0,50,0局 放 源 的 理 论 测 向 角 为 1#(108.9°(71.3°,80.4°) ，3#(150.2°,62.5°)、(135.7如 2.2.3 所述，运用改进 MUSIC 算法进

(e)3#传感器测向谱图 图 2- 9 方形阵列下改进运用改进 MUSIC 算法的测向2#(44.3°,62.5°)、(70.8°,55.2°)，3#(142.6°左右。运用多平台定位原理[64]对局放源定位结果为 S1(30.5,62.2,93)cm，S2(55.4图 2- 10 方形阵列传感器

XZφθ图 2- 11 圆环形阵在上述仿真条件下假设两个局放源三个传感器空间位置假设为(25,0,0)cm、对两个局放源的理论测向角为 1#(87.4(99.5°,52.8°)、3#(48.8°,20.6°)、(57.7°,54.5所述，运用改进 MUSIC 算法进行仿真，

【参考文献】

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本文编号：2770617