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基于改进公垂线法的变压器局放超声定位研究2024-01-24汇报人：

目录contents引言变压器局部放电超声检测原理基于改进公垂线法的超声定位算法变压器局放超声定位实验系统搭建实验结果分析与讨论结论与展望

CHAPTER引言01

变压器是电力系统中重要的设备之一，其运行状态直接关系到电力系统的安全与稳定。超声定位技术是一种有效的局部放电定位方法，具有非侵入式、高灵敏度等优点。局部放电是变压器内部绝缘故障的主要表现形式，对变压器的安全运行构成严重威胁。基于改进公垂线法的变压器局放超声定位研究，对于提高变压器局部放电定位的准确性和可靠性具有重要意义。研究背景和意义

国内外在变压器局部放电超声定位方面已经开展了大量研究，取得了一定的成果。随着人工智能、大数据等技术的发展，变压器局部放电超声定位技术正朝着智能化、自动化的方向发展。目前的研究主要集中在超声传感器的优化、信号处理算法的改进以及定位算法的研究等方面。未来，基于深度学习的超声信号特征提取、自适应滤波算法以及多源信息融合等技术将成为研究热点。国内外研究现状及发展趋势

03研究基于改进公垂线法的超声定位算法；01研究内容02分析变压器局部放电产生的超声信号特性；研究内容和方法

构建变压器局部放电超声定位系统，并进行实验验证。研究内容和方法

研究内容和方法01研究方法02采用理论分析和仿真模拟相结合的方法，对超声信号特性和定位算法进行研究；03利用实验室现有的变压器模型和超声传感器，搭建实验平台，进行实验研究；04对实验数据进行处理和分析，验证定位算法的准确性和可靠性。

CHAPTER变压器局部放电超声检测原理02

在变压器内部，由于电场分布不均匀或电场强度过高，可能导致绝缘材料中的气体或液体分子发生电离，从而产生局部放电。电场强度过高变压器内部的绝缘材料可能存在杂质、气泡、裂纹等缺陷，这些缺陷在电场作用下可能引发局部放电。杂质或缺陷变压器在运行过程中，由于温度变化可能导致绝缘材料的老化或劣化，进而引发局部放电。温度变化局部放电的产生机理

超声检测原理及特点超声检测原理局部放电产生的超声波信号通过变压器油或固体绝缘材料传播，被超声传感器接收并转换为电信号，经过放大和处理后，可用于判断局部放电的位置和强度。超声检测特点超声检测具有非侵入性、高灵敏度、宽频带响应等优点，能够实时监测变压器的局部放电情况，为变压器的状态评估和故障诊断提供依据。

超声信号传播特性分析不同频率的超声信号在变压器内部的传播速度和衰减程度不同，因此需要根据实际情况选择合适的超声传感器和信号处理方法。超声信号的频率特性变压器油对超声信号的传播具有良好的透射性能，因此超声信号在变压器油中可以传播较远的距离。超声信号在变压器油中的传播固体绝缘材料对超声信号的传播具有一定的衰减作用，但超声信号仍然可以穿透一定厚度的固体绝缘材料。超声信号在固体绝缘材料中的传播

CHAPTER基于改进公垂线法的超声定位算法03

存在的问题定位精度受传感器布局影响，布局不合理时定位误差较大。计算量大，实时性差，难以满足实时定位需求。对多径效应和噪声干扰敏感，容易导致定位失败。传统公垂线法定位原理：通过测量超声信号到达不同传感器的时间差，利用公垂线法计算声源位置。传统公垂线法定位原理及存在的问题

对传统公垂线法进行改进，通过优化传感器布局、改进时间差测量方法和引入智能算法等手段提高定位精度和实时性。算法设计思路采用遗传算法、粒子群算法等智能优化算法对定位结果进行寻优，进一步提高定位精度和稳定性。引入智能算法采用分布式布局方式，增加传感器数量，提高空间分辨率和定位精度。优化传感器布局采用高精度时间测量技术，如互相关法、广义互相关法等，减小时间差测量误差。改进时间差测量方法改进公垂线法定位算法设计

性能评估指标定位精度、实时性、稳定性等。仿真验证方法利用MATLAB等仿真软件搭建变压器局放超声定位系统模型，模拟不同场景下的局放信号，对改进公垂线法定位算法进行仿真验证。仿真结果分析通过对仿真结果进行分析，可以得出改进公垂线法定位算法在定位精度、实时性和稳定性等方面均优于传统公垂线法。同时，该算法在不同场景下的适应性也得到了验证，具有一定的实用价值。算法性能评估与仿真验证

CHAPTER变压器局放超声定位实验系统搭建04

用于捕捉变压器局部放电产生的超声波信号。将模拟信号转换为数字信号，以便进行后续处理。实验系统组成及功能描述数据采集卡高灵敏度超声波传感器

实验系统组成及功能描述同步触发器：确保各个传感器在同一时刻进行数据采集。

数据采集软件控制硬件设备进行数据采集，并实时显示波形。数据处理软件对采集到的数据进行预处理、特征提取和定位算法实现。实验系统组成及功能描述

根据变压器的大小和形状，合理布置传感器数量，以确保能够全面捕捉局放信号。阵列设计考