[发明专利]变压器局放源个数辨识方法与系统

权利要求书

1.一种变压器局放源个数辨识方法，其特征是，它利用超声阵列传感器接收局放源发出的超声宽频信号，并形成阵列模型，然后应用宽频阵列信号处理算法中的TCT算法将超声阵列传感器所接收的宽带信号转换成窄带信号，再应用改进盖氏圆方法对变压器局部放电源个数进行辨识。

2.根据权利要求1所述变压器局放源个数辨识方法，其特征是，它按以下步骤进行： 

a、将超声阵列传感器紧贴于变压器表面接收局放源发出的超声宽频信号；

b、采用TCT宽带聚焦算法，将不同频率下的方向矩阵                                                变换到最优参考频率f ₀：f ₀的确定方法如下：

根据聚焦误差最小的准则：

采用搜索的方法获得最优参考频率；

式中，，和分别表示和的奇异值，和 分别表示阵列输出数据去噪后的中心参考频率和第j段数据的频率的协方差矩阵；

c、采用改进盖氏圆算法对聚焦后的窄带信号进行个数辨识，确定局部放电源的个数；

假设均匀阵列由个等间距的基元组成，有个局放信号入射，阵列接收的超声宽频信号经聚焦后可以通过如下公式表示：

当噪声为空间高斯白噪声时，该信号的协方差矩阵为：

其中，是信号源协方差矩阵，是高斯白噪声的能量，是的单位阵，在实际应用中，是通过各次快拍得到的信号协方差矩阵作平均来逼近的，

设的各列向量为，，则局放个数辨识按下述步骤进行：

① 对进行奇异值分解并假定奇异值降序排列：

                      

其中，是奇异值分解所得到的特征向量空间；

② 取，，并分别对每一个利用下述方法对信源数进行辨识：

k依次取1，2，…，M，计算下式的值：

其中是通过各次快拍得到的信号协方差矩阵作平均来逼近的快拍数，是的递减函数，根据具体情况设定，如果当时，为第一个比零小的值，则信源数的辨识值取；

③ 将次估计结果进行加权平均，所得到的结果即为最终辨识出的信源数。

3.一种变压器局放源个数辨识系统，其特征是，所述系统由超声阵列传感器、多通道高速数据同步采集装置（13）及笔记本电脑（14）构成，所述超声阵列传感器紧贴于变压器（11）外壳，其输出信号经信号放大器（12）接多通道高速数据同步采集装置（13）的输入端，所述多通道高速数据同步采集装置（13）的信号输出端接笔记本电脑（14）的输入接口。

4.根据权利要求3所述变压器局放源个数辨识系统，其特征是，所述超声阵列传感器为16阵元、4行×4列的平面结构，单个阵元为水平截面直径为7.8mm，高18mm的圆柱体，阵元中心间距8mm，材质为压电陶瓷。