基于空間譜估計(jì)的變壓器局放超聲陣列定位方法研究.pdf

1、電力變壓器是電力系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備,其運(yùn)行可靠性直接影響電力系統(tǒng)整體安全。局部放電(簡稱局放)是引起變壓器絕緣損壞的主要因?yàn)橹?局放定位檢測是變壓器絕緣機(jī)理研究與質(zhì)量監(jiān)控的關(guān)鍵項(xiàng)目,是狀態(tài)維修的重要基礎(chǔ),一直受到電力研究和運(yùn)行部門的關(guān)注。采用超聲陣列傳感器進(jìn)行變壓器局放定位,可以有效提高定位精度。
　　 本論文在中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)資金項(xiàng)目“基于超聲相控陣的大型變壓器局放定位研究”(No.09MG09)和河北省自然科學(xué)基會(huì)項(xiàng)

2、目“基于超聲陣列傳感器的電力變壓器局部放電在線定位研究”(No.E2010001703)共同資助下,研究了基于空間譜估計(jì)的變壓器局放超聲陣列定位方法,主要研究內(nèi)容及成果如下:
　　 提出了一種基于:Fast Direction Of Arrival(FDOA)的局放超聲窄帶陣列信號(hào)波達(dá)方向估計(jì)算法。研究了局放超聲窄帶陣列信號(hào)的測向原理和常見算法,建立了局放超聲窄帶陣列信號(hào)及陣列傳感器仿真模型,基于FDOA進(jìn)行了局放超聲窄帶陣列信

3、號(hào)波達(dá)方向估計(jì)的仿真研究,并與Root Multiple signal Classification(Root-MUSIC)測向仿真結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比,結(jié)果表明,FastDOA算法優(yōu)于其他波達(dá)方向估計(jì)算法,實(shí)現(xiàn)了變壓器局放超聲窄帶陣列信號(hào)的高精度測向。
　　 提出了一種基于Rotation Signal Subspace(RSS)的變壓器局放寬帶超聲陣列信號(hào)聚焦處理算法。研究了變壓器局放寬帶超聲陣列信號(hào)聚焦處理的必要性、基本原理和常

4、見算法,基于RSS與FDOA算法進(jìn)行了局放寬帶超聲陣列信號(hào)聚焦處理及測向的仿真研究,并與Consistent Focusing(CF)仿真結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比,結(jié)果表明,RSS算法具有更好的聚焦處理效果,最大限度地保留了原始信號(hào)的寬頻空域信息,實(shí)現(xiàn)了空間方位信息的累積,解決了FDOA不能直接進(jìn)行局放寬帶超聲陣列信號(hào)測向的問題。,
　　 提出了一種基于多平臺(tái)測向定位原理及云優(yōu)化全局搜索的變壓器局放超聲陣列定位新方法。以空間中到測向線距離

5、和的最小值對(duì)應(yīng)的點(diǎn)為局放源,根據(jù)多次測向方位角、俯仰角結(jié)果及傳感器位置,推導(dǎo)得到局放源的坐標(biāo)方程,然后采用云優(yōu)化算法進(jìn)行全局搜索,獲得局放源的空間幾何坐標(biāo),并進(jìn)行了仿真研究,仿真結(jié)果驗(yàn)證了該定位方法的正確性,保證了變壓器局放超聲陣列定位的精度。
　　 搭建了一套完整的局放超聲陣列定位實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。設(shè)計(jì)、研制了4×4的超聲平面陣列傳感器,搭建了包括超聲陣列傳感器、16通道同步數(shù)采裝置和計(jì)算機(jī)的局放定位實(shí)驗(yàn)平臺(tái),開發(fā)了基于LabVIEW