[发明专利]一种利用超声反演的电力变压器局部放电定位方法

说明书

本发明公开了一种利用时间反演的电力变压器局部放电定位方法，首先对测量的电力变压器局部放电数据进行时间反演处理，然后依据时间反演超声波信号确定电力变压器局部放电超声的波达方向，再沿局部放电超声的波达方向搜索确定电力变压器局部放电位置，这样不仅可以极大减小搜索范围、大大缩短电力变压器局部放电位置搜索所需时间，可以提高电力变压器局部放电位置的测量效率和定位精度。

技术领域

本发明属于电通信诊断技术领域，涉及电力变压器运行中的局部放电诊断技术，尤其涉及一种利用超声反演的电力变压器局部电定位方法。

背景技术

电力变压器是用来将某一数值的交流电压(电流)变成频率相同的另一种或几种数值不同的电压(电流)的设备，其是保证电力系统正常可靠运行的重要组成部分。

随着经济的发展、人民生活水平的提高，用电量不断增加，需要大量的电力变压器投入电力系统的运行。但是，由于制作工艺以及长期处在不同的运行工况下的影响，电力变压器往往会在局部区域产生绝缘缺陷，如果不对电力变压器的局部缺陷进行处理，电力变压器局部缺陷在强电场的作用下就会迅速发展，产生局部放电现象，最终导致电力变压器绝缘的失效，从而使电力变压器的维修更加困难，甚至直接报废，导致大量的人力、财力浪费。此外，由于电力变压器结构复杂，如果无法预先知道电力变压器局部放电的位置，将会在电压变压器检修时浪费大量的时间进行局部放电位置的定位，从而大大延长检修周期，降低供电可靠性。

现有比较成熟的电力变压器局部放电定位方法，如(1)申请号为200910175252.7的专利申请文件公开的变压器局部放电的相控超声定位方法及系统，采用置于变压器上两个不同位置的相控超声传感器接收局放源发出的超声宽频信号，然后应用宽带聚焦算法、窄带测向算法和交叉算法对接收的超声宽频信号进行处理确定局部放电的具体位置，由于该方法需要多次测量利用不同的方向线进行定位，增加了现场人员的工作量；(2)申请号为201310060568.8的专利申请文件公开的变压器局部放电超声源重建的定位方法及装置，提供了一种利用时间反转技术结合变压器传播模型计算局部放电源位置及估计放电量大小的方法，由记录的声压信号计算反演声场，实现声场的聚集和声源的重建，再根据聚焦声场的位置和强度确定放电点位置和估算放电量大小，但该方法需要准确获取电力变压器的传播模型，由于电力变压器结构复杂，因此难以准确地建立电力变压器的传播模型，因此这种方法难以实现对电力变压器局部放电源位置的精准定位，同时，对于不同的电力变压器，其传播模型也相差很大，这种方法缺乏很好的通用性。因此开发有效的电力变压器局部放电定位技术意义重大。

发明内容

针对目前缺少现电力变压器局部放电位置准确有效的定位技术，本发明旨在提供一种利用超声反演的电力变压器局部电定位方法，以实现对电力变压器局部放电进行定向和定位。

本发明的思路，首先利用时间反演对电力变压器局部放电信号进行时间反演处理，然后在笛卡尔空间坐标系下，根据不同方位角和不同仰角θ下各个传感器阵元相对于第一个传感器阵元的时间差t_i对时间反演超声波信号s_i(T-t)进行时延处理，并依据时延处理后的超声波信号得到辐射能量最大的电力变压器局部放电沿方向实现电力变压器局部放电超声信号的定向；再在确定的方向上构建搜索点，根据搜索点到各个传感器阵元的距离h_i得到搜索点到各个传感器阵元相对于到第一个传感器阵元的时间差m_i，并利用该时间差m_i再次对时间反演超声波信号s_i(T-t)进行时延处理，并依据时延处理后的超声波信号得到方向上能量极值点，能量极值点对应的搜索点即为电力变压器的局部放电位置。

本发明提供的利用超声反演的电力变压器局部放电定位方法，其技术方案的构成包括以下步骤：

(1)局部放电数据测量