Suzhou Electric Appliance Research Institute
期刊號(hào)： CN32-1800/TM| ISSN1007-3175

Article retrieval

文章檢索

首頁(yè) >> 文章檢索 >> 文章瀏覽排名

基于寬帶相干信號(hào)模型的局放超聲波定位研究

來(lái)源：電工電氣發(fā)布時(shí)間：2022-10-25 13:25 瀏覽次數(shù)：328

基于寬帶相干信號(hào)模型的局放超聲波定位研究

錢定冬，宋柯，王偉
(華北電力大學(xué) 新能源電力系統(tǒng)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 102206)
 
    摘 要：傳統(tǒng)算法在實(shí)際工程中對(duì)相干信號(hào)的局部放電(局放)源定位精度一般，分辨率也較低。分析了雙局放源到傳感器的距離差值與局放超聲波信號(hào)相關(guān)系數(shù)的關(guān)系，提出了一種針對(duì)寬帶相干模型局放信號(hào)的修正 MUSIC 算法(MMUSIC)與 ISM 相結(jié)合的降維 DOA 估計(jì)算法，并通過(guò) MATLAB 將兩個(gè)相干的局放信號(hào)和兩個(gè)不相干的局放信號(hào)進(jìn)行研究對(duì)比，證明該算法的有效性。將該算法應(yīng)用到實(shí)驗(yàn)中，結(jié)果表明對(duì)相干信號(hào)和非相干信號(hào)的測(cè)向誤差在9°左右，滿足工程實(shí)際需要。
    關(guān)鍵詞： 局部放電；MUSIC 算法；ISM 算法；超聲波定位；寬帶相干信號(hào)；降維DOA 估計(jì)算法
    中圖分類號(hào)：TM854     文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A     文章編號(hào)：1007-3175(2022)10-0020-06
 
Research on Ultrasonic Location of Partial Discharge Based on
Broadband Coherent Signal Model
 
QIAN Ding-dong, SONG Ke, WANG Wei
（State Key Laboratory of Alternate Electrical Power System with Renewable Energy Sources,
North China Electric Power University, Beijing 102206, China）
 
    Abstract: The traditional algorithm has low accuracy and low res in locating the partial discharge point source of the coherent signal. This paper analyzed the relationship between the distance difference of dual partial discharge sources to the sensor and the related coefficient of the ultrasonic signal of partial discharge. It proposed a dimension reduction DOA estimation algorithm that combined the modified MUSIC algorithm (MMUSIC) and ISM for the partial discharge signal of the broadband coherent model. In addition, this research compared and studied the situation of two coherent partial discharge signals and the situation of two incoherent discharge signals by using MATLAB software.The result showed that this algorithm is effective. This study has applied the algorithm to the experiment. The result shows that the direction-finding error of the coherent signal and the incoherent signal is around 9°, which meets the practical needs of engineering.
    Key words: partial discharge; MUSIC algorithm; ISM algorithm; ultrasonic location; broadband coherent signal; dimension reduction DOA estimation algorithm
 
參考文獻(xiàn)
[1] 王贊，鄭理威，陳忠賢，等. 基于光纖 EFPI 傳感器的 GIS 局部放電研究[J] . 電網(wǎng)與清潔能源，2022，38(2)：67-75.
[2] 謝慶，李寧遠(yuǎn)，律方成，等. 基于信號(hào)子空間轉(zhuǎn)換與快速子空間測(cè)向算法的局部放電超聲陣列信號(hào)測(cè)向方法[J]. 電網(wǎng)技術(shù)， 2011， 35(10)：194-198.
[3] 辛?xí)曰?，李繼勝，紀(jì)海英，等. 用于變壓器中局部放電定位的十字形超聲陣列傳感器研究[J] . 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào)，2013，33(21)：154-162.
[4] JI Haiying, LUO Yongfen, JI Shengqiang, et al.Simulation of cross-shaped ultrasonic array applied to partial discharge location in oil[J].Przeglad Elektrotechniczny，2012，88(1b)：245-249.
[5] LUO Yongfen, XIN Xiaohu, DU Fei, et al.Comparison of DOA algorithms applied to ultrasonic arrays for PD location in oil[J].IEEE Sensors Journal，2015，15(4)：2316-2323.
[6] 謝慶，程述一，律方成，等. 采用改進(jìn)型圓形超聲陣列傳感器的油中局放定位[J] . 高電壓技術(shù)，2013，39(5)：1054-1060.
[7] 程述一，律方成，謝慶，等. 基于暫態(tài)對(duì)地電壓和超聲陣列信號(hào)的變壓器局放定位方法[J] . 電工技術(shù)學(xué)報(bào)，2012，27(4)：255-262.
[8] 李通，謝慶，張宏瑋，等. 基于信號(hào)稀疏分解的局放超聲陣列定位法研究[J] . 儀器儀表學(xué)報(bào)，2015，36(6)：1301-1310.
[9] 王偉， 王贊， 吳延坤，等. 用于油中局部放電檢測(cè)的 Fabry-Perot 光纖超聲傳感技術(shù)[J]. 高電壓技術(shù)，2014，40(3)：814-821.
[10] 張映月，張春燕，顧進(jìn)，等. 變壓器局放檢測(cè)光纖超聲傳感器優(yōu)化設(shè)計(jì)與分析[J] . 電網(wǎng)與清潔能源，2017，33(1)：71-78.
[11] 葉海峰，錢勇，劉亞?wèn)|，等. 基于光纖 Bragg 光柵的局放檢測(cè)技術(shù)[J] . 高電壓技術(shù)，2015，41(1)：225-230.
[12] 呂亮，辛?xí)曰?，黃國(guó)強(qiáng)，等. 用于油中局部放電定位可重復(fù)布置的超聲陣列與超高頻復(fù)合傳感器設(shè)計(jì)[J]. 高電壓技術(shù)，2014， 40(8)：2328-2334.
[13] 羅日成，李衛(wèi)國(guó)，李成榕. 基于陣列信號(hào)處理的變壓器內(nèi)局部放電源多目標(biāo)定位方法[J] . 電網(wǎng)技術(shù)，2006，30(1)：65-69.
[14] XIE Qing , CHENG Shuyi , LU Fangcheng ,et al.Location of partial discharge in transformer oil using circular array of ultrasonic sensors[J].IEEE Transactions on Dielectrics and Electrical Insulation， 2013，20(5)：1683-1690.
[15] 辛?xí)曰?，羅勇芬，杜非，等. 用于油中局部放電定位的超聲波接收陣列的定向算法比較[J] . 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào)，2015，35(20)：5351-5359.
[16] 王永良，陳輝，彭應(yīng)寧，等. 空間譜估計(jì)理論與算法[M]. 北京：清華大學(xué)出版社，2004.
[17] 何子述，黃振興，向敬成. 修正 MUSIC 算法對(duì)相關(guān)信號(hào)源的 DOA 估計(jì)性能[J] . 通信學(xué)報(bào)，2000，21(10)：14-17.
[18] 劉云，李志舜. 基于修正 MUSIC 算法的寬帶相干源波達(dá)方向估計(jì)[J] . 西北工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2003，21(4)：457-460.