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专利号: 2020101504557
申请人: 西南交通大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种牵引变压器局部放电故障点超声定位的方法,其特征在于,包括以下步骤:第一步,获取超声波信号及去噪:

获取四个超声波传感器接收到的超声波信号si,其中i=1,2,3,4为所述超声波传感器的编号;s1为第1超声波传感器接收到的超声波信号,s2为第2超声波传感器接收到的超声波信号,s3为第3超声波传感器接收到的超声波信号,s4为第4超声波传感器接收到的超声波信号;

第1超声波传感器的坐标为(x1,y1,z1),第2超声波传感器的坐标为(x2,y2,z2),第3超声波传感器的坐标为(x3,y3,z3),第4超声波传感器的坐标为(x4,y4,z4),局部放电源的坐标为(xp,yp,zp);

利用小波去噪方法对所述超声波信号si去噪;

利用广义互相关法获取超声波信号s2与超声波信号s1之间到达时间差t21、超声波信号s3与超声波信号s1之间到达时间差t31、超声波信号s4与超声波信号s1之间到达时间差t41;

第二步,获取超声波信号的波形特征参数:获取所述超声波信号si的峰值-上升时间比PRRi、峭度Kui、峰值频率PFi和频谱质心SCi;

所述峰值-上升时间比PRRi为:所述超声波信号si的峰值与所述超声波信号si的上升时间之比,单位为V/s;

所述峭度Kui的计算公式为:

其中,Ni为所述超声波信号si的总采样点数,s(k)为所述超声波信号si的第k点信号;

所述峰值频率PFi为:所述超声波信号si的幅度频谱图中,频谱幅值峰值所对应的频率,单位为Hz;

所述频谱质心SCi的计算公式为:其中,fk为所述超声波信号si的幅度频谱图中的第k个频率,Ak为该频率对应的频谱幅值,SCi的单位为Hz;

第三步,获取超声波信号的路径判断系数:所述峰值-上升时间比PRRi、峭度Kui、峰值频率PFi和频谱质心SCi代入设定的评估模型获取所述超声波信号si的路径判断系数;所述设定的评估模型为λi=7(PRRi-6189)+18(Kui-9.32)+5(PFi+SCi-268000)其中,λi为所述超声波信号si的路径判断系数,λi≥0表示si沿直接路径最快传播到第i超声波传感器,λi<0表示si沿非直接路径最快传播到第i超声波传感器;

第四步,建立时差方程组:

建立如下时差方程组:

其中,voil为超声波信号在变压器油中的传播速度,vwall为超声波信号在变压器油箱壁中的传播速度,l1为变压器在x方向的长度,l2为变压器在y方向的长度,T1为所述超声波信号s1到达第1超声波传感器的时刻,T2为所述超声波信号s2到达第2超声波传感器的时刻,T3为所述超声波信号s3到达第3超声波传感器的时刻,T4为所述超声波信号s4到达第4超声波传感器的时刻;

第五步,求解时差方程组:

求解所述时差方程组,获得(xp,yp,zp)的值,即为局部放电源坐标。