基于空間譜估計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)的關鍵設備,其運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為之一,局放定位檢測是變壓器絕緣機理研究與質量監(jiān)控的關鍵項目,是狀態(tài)維修的重要基礎,一直受到電力研究和運行部門的關注。采用超聲陣列傳感器進行變壓器局放定位,可以有效提高定位精度。
　　 本論文在中央高?；究蒲袠I(yè)務費專項資金項目“基于超聲相控陣的大型變壓器局放定位研究”(No.09MG09)和河北省自然科學基會項

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的變壓器局放超聲陣列定位方法,主要研究內容及成果如下:
　　 提出了一種基于:Fast Direction Of Arrival(FDOA)的局放超聲窄帶陣列信號波達方向估計算法。研究了局放超聲窄帶陣列信號的測向原理和常見算法,建立了局放超聲窄帶陣列信號及陣列傳感器仿真模型,基于FDOA進行了局放超聲窄帶陣列信

3、號波達方向估計的仿真研究,并與Root Multiple signal Classification(Root-MUSIC)測向仿真結果進行了對比,結果表明,FastDOA算法優(yōu)于其他波達方向估計算法,實現(xiàn)了變壓器局放超聲窄帶陣列信號的高精度測向。
　　 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聚焦處理算法。研究了變壓器局放寬帶超聲陣列信號聚焦處理的必要性、基本原理和常

4、見算法,基于RSS與FDOA算法進行了局放寬帶超聲陣列信號聚焦處理及測向的仿真研究,并與Consistent Focusing(CF)仿真結果進行了對比,結果表明,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的寬頻空域信息,實現(xiàn)了空間方位信息的累積,解決了FDOA不能直接進行局放寬帶超聲陣列信號測向的問題。,
　　 提出了一種基于多平臺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、和的最小值對應的點為局放源,根據多次測向方位角、俯仰角結果及傳感器位置,推導得到局放源的坐標方程,然后采用云優(yōu)化算法進行全局搜索,獲得局放源的空間幾何坐標,并進行了仿真研究,仿真結果驗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驗系統(tǒng)。設計、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通道同步數采裝置和計算機的局放定位實驗平臺,開發(fā)了基于LabVIEW