超宽带射频技术对变压器多局部放电源的定位

电力变压器局部放电故障大多是在很短时间间隔内相继出现多个放电源,因此对于多放电源的有效定位是定位技术成功的关键,为解决多点局部放电源的定位问题,采用基于最短光程原理的超宽带射频定位技术,用4阵元传感器阵列检测局部放电源激发的电磁辐射波,获取3个相对时延作为计算参量,利用时间差算法实现对局部放电源空间几何位置进行搜索定位,在实验室环境下进行了空间多点模拟局部放电源的定位试验,多放电源的定位误差控制在10cm以内。此外,还介绍了最近在现场真实设备上进行局部放电定位的探索研究,为该技术向实用化方向的发展做出了有益的尝试。     

变压器局部放电超声波定位原理

本文根据被动声测原理,研究了大型变压器局部放电的超声定位原理,在局部放电声发射原理和变压器内部声场结构的基础上,推导并给出了局部放电超声定位的球面及双曲面定位方法。     

基于改进K-means聚类的变压器局部放电定位诊断方法

针对现有的变压器局部放电故障定位诊断研究未能充分有效考虑时间延迟误差对定位点结果的影响,提出了一种基于改进K-means聚类算法的变压器局部放电故障定位诊断方法。首先,通过消去非线性定位方程的二阶项,实现非线性定位方程的线性化处理;然后,通过使用多个声发射传感器定位PD故障点初始值,并在考虑时间延迟误差的情况下通过冗余时间量测计算多组PD故障定位点;最后,通过使用改进K-means聚类算法,利用聚类密度和凝聚度参数确定聚类中心和聚类个数,并进行聚类优化处理以确定最佳的PD定位点位置。仿真实验验证了所提方法的有效性。     

一种用于车载变压器的局部放电高精度协同定位方法

针对车载变压器局部放电难以精确定位的情况,提出了一种基于局部放电超声波信号的协同定位算法,以提高车载变压器局部放电的定位精度.综合差分进化算法和粒子群优化算法的优点,提出了一种混合的DE-PSO算法,利用计算结果对代价函数进行修正,并将计算结果作为牛顿法的初值,经迭代后得到精确的局部放电源位置.仿真和试验结果表明,与传统的智能算法相比,具有精度高、鲁棒性强等优点,能够满足现场应用的需要.     

复杂多径传播条件下变压器局部放电定位方法研究

局放超声波信号在电力变压器内会产生复杂的多径传播现象,极大地影响检测设备对局部放电源位置的诊断。为提高电力变压器现场局部放电源定位的准确性和抗干扰性,该文提出复杂多径传播条件下变压器局部放电定位方法。该方法首先通过分析局放信号在变压器内折射、绕射传播路径,构建抗多径效应的局放定位模型,再通过凸优化方法进行求解,得到变压器内部局部放电源坐标。该方法的优势在于求解局部放电源空间位置坐标的过程中免去对各类误差精确概率模型的假设,更切合变压器局放定位现场实际。在MATLAB声场有限元仿真、35kV真型电力变压器、110kV现场电力变压器和特高压换流变压器上开展变压器内部局放定位仿真和实验,实验结果表明局放定位精度达到0.1m。     

大型变压器局部放电多目标定位实验

为了解决大型变压器内部局部放电源难以准确定位的问题,进行了以变压器内部同时存在多个放电源的定位为对象,通过传感器阵列接收放电源辐射的超声波信号,应用阵列信号处理技术中的空间谱估计理论,分析阵列传感器所接收信号的特征信息,实现局部放电的多目标定位的研究。研制了4阵元均匀等间隔线阵,建立了局部放电定位实验系统,针对单放电源和二个放电源的不同情况,对放电源空间位置进行了定位模拟实验。实验结果表明,该法具有良好的定位准确度,能有效地估计出变压器内多个放电点的空间位置,可实现电力变压器内部多局部放电源的定位,为变压器内多局放源的定位建立了实验研究基础。     

基于空间谱估计的多局部放电源分辨和定位

提出基于空间谱估计的变压器局部放电源定位方法.利用电磁矢量传感器检测局部放电特高频(UHF)信号,该传感器是一个六元天线阵,能同时检测入射UHF信号的6个电磁场分量.对传感器输出数据进行窄带滤波,应用信息论的最小描述长度准则或平滑秩序列法估计局部放电源数,并应用空间谱估计理论中的多重信号分类算法实现多局部放电源的分辨和定位。通过仿真和实验研究,证明了单个电磁矢量传感器可以分辨并定向追踪3个局部放电源.     

序列二次规划-遗传算法及其在变压器局部放电超声定位中的应用

针对基本遗传算法(genetic algorithm,GA)局部寻优能力较差和易出现早熟收敛现象,提出了一种改进的遗传算法,即序列二次规划-遗传算法(sequential quadratic programminggenetic algorithm,SQP-GA)。该混合优化算法SQP-GA在基本GA中引入序列二次规划(sequential quadratic programming,SQP)算法,经典算法SQP作为一个元算子有效地提高了基本GA的局部搜索能力,并克服了早熟收敛现象。函数仿真测试结果表明,SQP-GA混合优化算法在收敛速度和寻优精度上都优于基本GA,表明所提出的算法的有效性。同时,利用提出的SQP-GA求解变压器局部放电超声波定位问题,并将其定位结果与GA和非智能算法的定位结果进行比较;算例结果表明,基于SQP-GA的变压器局部放电超声定位法能有效地防止结果陷入局部最优,该方法的定位效果理想。     

基于多传感器的变压器特高频局部放电定位方法研究

研究了基于多传感器的变压器特高频局部放电定位关键技术——时延估计方法和定位算法,阐述了时延估计方法、原理以及实现流程,并对定位算法进行了说明。结果表明:基于最小均方算法(LMS)的自适应时延估计法具有较高的精度,模拟退火算法计算出的放电源位置与真实放电源的位置距离最近,两者相结合能够判断放电信号的来源,并实现放电源的定位。     

锅炉承压管泄漏双曲面定位的遗传算法优化

电站锅炉"四管"泄漏的精确定位对于火电机组的安全、经济运行具有极其重要的意义。该文建立了双曲面定位模型并给出炉膛内平面四元阵列的测点分布,泄漏定位实验表明通过极大似然(maximum likelihood,ML)广义互相关对能取得非常稳定和尖锐的时间估计峰值,频域信噪比函数能较好地抑制炉膛强背景噪声的影响。为了避免初值猜测与远场假设,采用遗传算法:十进制浮点编码,非均匀高斯变异算子,进行双曲面方程组定位解的全局性概率搜索。对比遗传算法和拟牛顿法的双曲面方程组优化,表明遗传算法的优化误差略小于拟牛顿法,具有稳健性和高精度,但其需要较长的收敛时间。时延估计误差对定位影响很大,时间迟延误差不大于0.1ms,平面四元阵列空间坐标定位误差保持在1m之内从而满足精确定位的要求。     

变压器局部放电源的电-声和声-声定位法及其评判的研究

论述了变压器局部放电源的电－声和声－声定位原理及算法，利用研制的高灵敏度超声传感器和编制的定位软件在模拟油箱中进行了试验，结果表明声－声定位法比电－声定位法的偏差要大。     

基于NS-APSO算法的变压器局部放电超声定位方法

为了对变压器中的局部放电源进行精确定位,本文提出了一种基于自然选择自适应粒子群算法(natural selection-adaptive particle swarm optimization,NS-APSO)的超声定位方法。在自适应粒子群算法的基础上融入自然选择的思想,每次迭代都对种群中的粒子进行“优胜劣汰”处理,用好的粒子替换差的粒子从而提高种群的整体质量。为了增强算法的实用性,基于MATLAB中的GUI模块开发了一款能够对不同尺寸变压器内部局部放电源进行定位的软件。将定位结果与标准PSO算法得到的结果进行对比,结果表明基于NS-APSO算法的变压器超声定位方法具有更高的定位精度和全局搜索能力。     

基于指数目标函数优化的变压器局部放电故障最佳定位点估计方法

针对采用声发射传感器法测量变压器局部放电故障定位点问题,考虑多个冗余声发射传感器及其测量误差,创造性地将局部放电故障定位点的诊断问题转换为状态估计优化问题,提出了基于指数目标函数优化的变压器局部放电故障定位点最佳估计方法。该方法首先借鉴状态估计理论,定义声发射传感器伪量测和构造局部放电故障定位点量测方程;然后针对多个冗余AES定位点量测方程,以残差指数形式构造优化模型,并采用牛顿法迭代求解,得到变压器局部放电故障定位点的最佳估计值;最后通过仿真实验对所提方法进行验证,结果表明本所提方法可高精度定位变压器局部放电故障点,有效进行变压器局部放电故障定位诊断。     

带混沌搜索的PSO算法在变压器局部放电定位中的应用

研究变压器局部放电超声波定位法,建立超声波定位的数学模型,将其简化为非线性连续函数优化问题.并采用带混沌搜索的PSO算法来求解.算例表明,该算法能有效避免陷入局部极值点,并能快速准确地找到放电源.     

遗传算法用于局部放电小波自适应阈值去噪

小波去噪用于局部放电信号在线监测具有良好的效果,阈值选取与局部放电去噪后信号的畸变具有紧密联系。为提高局部放电监测中小波去噪的自适应能力,并降低去噪信号的畸变率,提出一种小波自适应最优阈值去噪算法,用于变压器局部放电脉冲信号去噪。该方法采用小波对局部放电信号进行分解,在阈值选择时采用基于史坦无偏似然估计(SURE)的最优阈值自适应选择方法,并引入一种新的具有多阶导数的阈值函数,结合二进制遗传算法全局自适应搜索最优阈值,使最优阈值自适应寻优速度大大提高。对局部放电仿真信号和现场局部放电信号的去噪结果表明,该方法与Donoho阈值计算公式及标准软阈值法相比,能更好地去除局部放电信号中的白噪声,去噪信号失真度较小,具有良好的应用价值。     

开关柜局部放电定位及放电源信号参数评估研究

文中的工作为开关柜局放源的精确定位提供了理论基础,弥补了TEV法受测试位置影响较大的不足。研究了采用四通道传感器对开关柜局部放电进行精确定位的方法。研究表明利用双曲面法和空间网格搜索法能够实现对放电源的精确定位。基于精确定位结果,文中采用模拟退火算法及FDTD组合算法研究了放电源脉冲等效电流峰值I_0和局部放电脉宽τ的优化评估问题,从而为准确反映放电源的实际强度和有效评估开关柜绝缘状态提供了理论依据和新思路。     

基于全局搜索的多平台测向局部放电智能定位算法研究

传统的局部放电定位检测多采用多平台测向交叉的方法,由于测向不准而出现多个不唯一解,带来定位精度不高而无法满足工程实际需要的问题.为此,提出一种基于遗传算法的多平台测向局部放电智能定位算法,利用阵列传感器在变压器的不同位置进行多次检测,获得多条测向线的方位角和俯仰角,建立空间某点到各条 测向线距离之和的方程,其最小...     

基于特征空间的油中局部放电定位研究

变压器油中局部放电现象的产生会造成变压器的绝缘劣化,为设备运行带来潜在危险。为了对局部放电源进行及时准确的定位以确保电力系统的稳定运行,首先将基于特征空间的测向方法应用到变压器局部放电源的检测当中,结合阵列信号处理技术对局放源进行测向。然后根据测向获得的方向角信息,利用多阵列测向交叉定位原理,获取局放源的在变压器中的空间位置。最后采用MATLAB进行仿真研究。仿真结果表明,基于特征空间及多阵列测向交叉定位进行局放源定位的误差在3.4cm左右,精度较高,满足实际工程要求。因此,基于特征空间的油中局部放电定位方法是可行的。     

110kVGIS局部放电故障定位技术的研究

为研究利用超高频法进行GIS局部放电的故障定位,研制了局部放电故障定位系统,定位系统由示波器完成对超高频信号的数据采集,数据处理与运算在计算机中完成,定位方法采用时间差计算法,利用互相关函数算法计算时间差。通过在GIS模型的不同位置设置放电源,进行定位实验,结果表明定位系统可以有效的检测GIS局部放电信号、实现局部放电故障的定位,系统的软硬件设计方案切实可行。     

基于超高频传感器的电力变压器局部放电定位研究

局部放电（partial discharges,PD）是导致电力变压器绝缘故障的重要因素,因此,局部放电源的定位对于变压器的评估和维修至关重要。本文提出一种基于超高频（ultra high frequency,UHF）传感器的局部放电定位技术,采用在变压器内部安装传感器的方法来克服外部电晕放电等测量干扰问题,通过对单个UHF传感器进行适当的信号处理来准确地识别电力变压器内的单个局部放电源。为了验证这一方法,在变压器油中进行了点对球放电（point to sphere discharge,PS）、表面放电（surface discharge,SD）和悬浮电位放电（floating potential discharge,FP）3类局部放电实验,验证支撑这一方法的5个条件的准确性。结果表明：局部放电活动产生的UHF信号独立于局部放电类型,并且包含从局部放电源到超高频传感器过程中特有的畸变特性,也包含了其在结构位置中特定的信号特征。因此,证明了单个UHF传感器识别变压器内单个局部放电源的可行性。