[发明专利]一种变压器局部放电超声波定位方法

摘要

本发明公开了一种变压器局部放电超声波定位方法，四个超声波传感器附着在变压器油箱外表面以接收局部放电产生的超声波信号，分析经过去噪及放大处理操作后的超声波信号，通过阈值法求得到达时差，从而建立时差方程，求得局部放电源的初步坐标，进一步，考虑了变压器结构，对局部放电源坐标进行修正，从而获得更准确的局部放电源坐标。本发明减小了因为超声波传播速度未修正而引入的定位结果误差，提高了变压器局部放电超声波定位的准确性。

主权项

1.一种变压器局部放电超声波定位方法，其特征在于，包括以下步骤：第一步，获取超声波信号：变压器油箱(10)外侧安装有第1超声波传感器(6)、第2超声波传感器(7)、第3超声波传感器(8)、第4超声波传感器(9)，所述第1超声波传感器(6)通过第一同轴电缆(2)与四通道示波器(1)相连，所述第2超声波传感器(7)通过第二同轴电缆(3)与四通道示波器(1)相连，所述第3超声波传感器(8)通过第三同轴电缆(4)与四通道示波器(1)相连，所述第4超声波传感器(9)通过第四同轴电缆(5)与四通道示波器(1)相连；所述超声波传感器不共面；所述第1超声波传感器(6)为参考传感器；通过所述第1超声波传感器(6)、所述第2超声波传感器(7)、所述第3超声波传感器(8)、所述第4超声波传感器(9)、所述四通道示波器(1)获得局部放电源产生的超声波信号；第二步，信号去噪、放大处理：对所述超声波信号进行去噪及放大处理，获得处理后的超声波信号；第三步，计算到达时间差：使用阈值法求得所述第1超声波传感器(6)与所述第2超声波传感器(7)、所述第3超声波传感器(8)、所述第4超声波传感器(9)接收到所述超声波信号的初步时间差T_i1，i为所述第2超声波传感器(7)、所述第3超声波传感器(8)、所述第4超声波传感器(9)的编号，i＝2，3，4；第四步，初步定位局部放电源：4.1建立时差方程组：其中，(x₁，y₁，z₁)为所述第1超声波传感器的位置，(x_i，y_i，z_i)为第i超声波传感器的位置，(x_p，y_p，z_p)为所述局部放电源的初步位置，v₁为所述超声波信号在变压器绝缘油中的传播速度，T_i1为第三步中求得的信号到达第i超声波传感器和第1超声波传感器的时间差；4.2求解4.1中方程组，得到所述局部放电源的初步位置(x_p，y_p，z_p)的值；第五步，修正局部放电源位置：5.1求得所述超声波信号从所述局部放电源的初步位置传播到所述第1超声波传感器(6)的估计时间T₁：5.2求得所述超声波信号从所述局部放电源的初步位置传播到第i超声波传感器的估计时间T_i：T_i＝T₁+T_i15.3求得第1超声波传感器(6)的误差修正值ε₁：求得第i超声波传感器的误差修正值ε_i：其中，j为所述超声波信号所经过的介质编号，j＝1为变压器绝缘油，j＝2为变压器绕组，j＝3为变压器铁心，v₁为所述超声波信号在变压器绝缘油中的传播速度，v₂为所述超声波信号在变压器绕组中的传播速度，v₃为所述超声波信号在变压器铁心中的传播速度，d₁为所述局部放电源的初步位置到第1超声波传感器(6)的距离，d_1,j为所述超声波信号从所述局部放电源的初步位置传播到第1超声波传感器(6)中经过j介质的总距离，d_i为所述局部放电源的初步位置到第i超声波传感器的距离，d_i,j为所述超声波信号从所述局部放电源的初步位置传播到第i超声波传感器中经过j介质的总距离；5.4求得所述超声波信号从所述局部放电源的初步位置传播到第1超声波传感器(6)的修正时间求得所述超声波信号从所述局部放电源的初步位置传播到第i超声波传感器的修正时间5.5求得所述第1超声波传感器(6)与所述第2超声波传感器(7)、所述第3超声波传感器(8)、所述第4超声波传感器(9)接收到所述超声波信号的修正时间差5.6建立修正时差方程组：其中，为所述局部放电源的修正位置；5.7求解5.6中方程组，得到所述局部放电源的修正位置的值。