基于多频超声波技术和GWO-BP算法的变压器油电气性能检测方法研究

发布时间：2020-12-25 07:35

　　为了实现对变压器油电气性能快速准确地检测,提出了基于多频超声波（MFU）技术和灰狼优化BP神经网络（GWO-BP）的检测方法,利用不同频率超声波在变压器油中传播速度和衰减系数不同、对不同尺寸颗粒物检测效果不同的特点,综合了超声波在无损检测上的优势以及灰狼算法全局寻优能力强、预测精度高的优点。首先利用超声波在非均匀介质中的传播特性,准确地获取超声波在变压器油中的传播速度、衰减系数等特性参数;再利用灰狼算法对传统BP神经网络进行优化。然后利用灰狼优化的神经网络对样本进行训练,建立超声波传播特性参数和变压器油电气性能参数之间的映射关系,进而建立变压器油电气性能参数的检测模型,实现对多个电气性能参数快速准确的无损检测。通过实验,验证了该方法在检测变压器油电气性能参数上的可行性和有效性。 

【文章来源】：高压电器. 2020年08期 北大核心

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

超声波衰减示意图

多频超声波变压器油电气性能参数检测系统包括多频超声波收发电路、多频超声波探头阵列、高速数据采集卡、上位机软件等。其结构见图2。系统工作时，多频超声波发射电路首先工作。多频超声波发射电路包括高频振荡电路、激励电路及驱动电路。高频振荡电路产生不同频率的方波脉冲，激励电路在不同频率的方波脉冲作用下激励发射探头阵列发射多个不同频率的超声波信号。同时电路中的控制芯片控制定时器开始计时。其次，超声波接收探头接收回波信号，定时器停止计时并输出时间信号。然后，高速数据采集卡对回波信号等数据进行采集，并传输到PC。最后，PC上的上位机软件利用优化算法对回波信号等数据进行处理，并给出检测结果。检测装置图见图3。

系统工作时，多频超声波发射电路首先工作。多频超声波发射电路包括高频振荡电路、激励电路及驱动电路。高频振荡电路产生不同频率的方波脉冲，激励电路在不同频率的方波脉冲作用下激励发射探头阵列发射多个不同频率的超声波信号。同时电路中的控制芯片控制定时器开始计时。其次，超声波接收探头接收回波信号，定时器停止计时并输出时间信号。然后，高速数据采集卡对回波信号等数据进行采集，并传输到PC。最后，PC上的上位机软件利用优化算法对回波信号等数据进行处理，并给出检测结果。检测装置图见图3。检测过程中需要获取超声波的传播速度和衰减系数。假设超声波在变压器油中的传播时间为t，传播距离为L，则可得到超声波的传播速度

【参考文献】：
期刊论文
[1]纤维素颗粒物对变压器油冲击击穿特性影响的试验研究[J]. 赵涛,律方成,刘云鹏,程祥瑞,汪佛池.  电工技术学报. 2018(07)
[2]颗粒污染物对变压器油氧化安定性的影响[J]. 陈彬,韩超,刘阁.  高电压技术. 2017(08)
[3]颗粒污染物对变压器油理化性能的影响[J]. 韩超,陈彬,刘阁.  石油学报(石油加工). 2016(06)
[4]基于多频超声波技术的变压器油参数检测方法[J]. 饶锐,程乐峰,宋浩永,陈于晴,李正佳,余涛.  电力系统保护与控制. 2016(22)
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[6]相对变换主元分析的变压器油击穿电压预测[J]. 唐勇波,彭涛,熊印国,江风云.  仪器仪表学报. 2015(07)
[7]BP神经网络PID控制的永磁真空开关储能电容恒流充电特性分析[J]. 汪先兵,费树岷,徐清扬,金敏毅,薛涵,赵鹤.  电工技术学报. 2015(10)
[8]基于小波—BP神经网络的短期风电功率预测方法[J]. 师洪涛,杨静玲,丁茂生,王金梅.  电力系统自动化. 2011(16)
[9]油纸绝缘简单模型的剩余击穿电压预测[J]. 申巍,范廷东,曹雯,吴锴,成永红.  高电压技术. 2011(04)
[10]超声波在原油中的吸收衰减[J]. 张永发,马凯,胡长华.  北京理工大学学报. 2005(06)

博士论文
[1]气泡和纤维素颗粒对变压器油冲击击穿特性影响研究[D]. 赵涛.华北电力大学(北京) 2017

硕士论文
[1]基于灰狼算法的水轮机调速器参数优化[D]. 陈涵.华中科技大学 2016
[2]基于改进神经网络的变压器故障诊断方法的研究[D]. 李江浩.华北电力大学 2015



本文编号：2937222