[发明专利]一种多尺度混合频率谐振下的故障定位方法

权利要求书

1.一种多尺度混合频率谐振下的故障定位方法，其特征在于，包括如下步骤：

第一步：传感器的布置及装置接线

实验装置包括第一超声波传感器(1)、第二超声波传感器(2)、第三超声波传感器(3)、第四超声波传感器(4)，电流传感器(5)，高压附属套管(6)、低压附属套管(7)，变压器铁心(8)，数据采集装置(9)，高压直流激励(10)，限流电阻(11)，开关(12)；

在变压器箱体安装第一超声波传感器(1)、第二超声波传感器(2)、第三超声波传感器(3)、第四超声波传感器(4)，分别位于垂直于地面的四个油箱壁面的中心位置，设超声波传感器的坐标为(x_j，y_j，z_j)，j＝1，2，3，4为所述超声波传感器的编号；安置电流传感器，将电流传感器(5)置于高压附属套管(6)的末端；高压附属套管(6)的末端与绕组A端相连，低压附属套管(7)的末端与绕组B端相连，数据采集装置(9)与低压附属套管(7)的顶部相连，高压直流激励(10)接地后与限流电阻(11)串联，再与开关(12)并联后，与高压附属套管(6)顶部相连；

第二步：多尺度混合频率信号以及超声波频率信号的获取

经高压附属套管(6)，向绕组A端注入高压直流激励对系统进行充电，待充电完毕后开关动作接地，绕组与电源系统切断连接，在绕组B端经数据采集装置(9)获取多尺度混合频率信号f₁；经高压附属套管(6)，向绕组B端注入高压直流激励对系统进行充电，待充电完毕后开关动作接地，绕组与电源系统切断连接，在绕组A端经数据采集装置获取多尺度混合频率信号f₂；

利用4个超声波传感器获取局部放电产生的超声波频率信号F_j，超声波传感器接收到超声波信号的时刻为t_j，其中j＝1，2，3，4为所述超声波传感器的编号；

第三步：多尺度混合频率信号以及超声波频率信号的处理

多尺度混合频率分解的计算式如下：

式中g(x)为原始信号，g₁(x)、g₂(x)、…、g_n(x)为基波以及谐波信号；

利用式(1)对多尺度混合频率信号f₁与f₂分别进行多尺度混合频率分解，得到两组基波以及谐波信号f₁₁、f₁₂、…、f_1n与f₂₁、f₂₂、…、f_2n；

利用式(1)对超声波频率信号F_j进行多尺度混合频率分解，得到基波以及谐波信号F_j1、F_j2、...、F_jn，其中j＝1，2，3，4为所述超声波传感器的编号；

第四步：特征参数的获取

获取电流传感器接收到的电信号，电流传感器接受到电信号的峰值时刻记为t₀；

超声波信号的平均到达时刻计算式如下：

每个超声波传感器的频响感应矩阵R_j计算式如下：

频响感应系数W_a的计算式如下：

第五步：故障点位置的初步判断

对故障点位置进行初步判断，定义故障因子如下：

油箱高度为H，以0.5H处为分界线，0.5H以上为油箱上半部分，0.5H以下为油箱下半部分；

若μ1，则故障点的位置在变压器油箱上半部分；若0μ1，则故障点的位置在变压器油箱下半部分；

第六步：确定故障点的空间高度

求解故障点空间高度z_p，z_p为故障点到油箱底面的垂直高度，计算式如下：

第七步：确定故障点的空间方位

求解故障点的横坐标x_p与纵坐标y_p，计算式如下：

由上述步骤可确定故障点的具体坐标(x_p，y_p，z_p)。