四阵元的传感器阵列空间位置的确定方法和装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及仿真领域，具体而言，涉及一种四阵元的传感器阵列空间位置的确定 方法和装置。
【背景技术】
[0002] 目前，在变压器局部放电源的定位测量中，通常采用特高频定位技术进行定位，其 中，特高频定位技术利用四阵元的传感器阵列检测局部放电电磁波信号，通过读取每路信 号的起始时刻并做差值，就可以得到三个相对传播时间值（即传播时间差），以此为基础建 立传播时间-距离差方程组，也称时间差方程组。通过对该方程组利用牛顿迭代定位算法 进行求解计算，即可得到放电源的位置坐标。
[0003] 然而，通过理论分析得出，影响定位误差的因素很多，这些因素包括四个传感器的 位置、放电源的位置、传播时间测量误差等，各因素在不同的组合下对不同的局部放电点具 有不同的定位效果。单纯的通过理论推导进行传感器阵列布局的研究需要大量复杂的计 算，且理论结果也很难直观的表征出传感器阵列布局的优劣。
[0004] 发明人发现，在电磁波传播时，变压器铁心的存在会对其造成强烈的畸变和衰减。 如果四阵元的传感器阵列布局采用空间布置方案时，则势必会出现某一个（甚至某几个） 传感器接收的信号要受到铁心的影响，此时该传感器的首波传播时间值会出现较大的测量 误差，从而造成各路传感器接收信号之间的传播时间差测量值不正确，容易导致定位失败。 目前，由于对四阵元的传感器阵列空间布置选择不准确，导致利用四阵元的传感器阵列对 放电源定位失败的问题依然存在，这也使得现有的四阵元的传感器阵列对放电源定位的覆 盖率较低。
[0005] 针对现有技术中四阵元的传感器阵列对放电源定位的覆盖率较低的问题，目前尚 未提出有效的解决方案。
【发明内容】
[0006] 本发明的主要目的在于提供一种四阵元的传感器阵列空间位置的确定方法和装 置，以解决现有技术中四阵元的传感器阵列对放电源定位的覆盖率较低的问题。
[0007] 为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种四阵元的传感器阵列空 间位置的确定方法。根据本发明的确定方法包括：接收变压器的仿真参数，所述仿真参数用 于在预设坐标系内仿真所述变压器的模型；获取四阵元的传感器阵列中传感器的多组坐标 参数，其中，所述四阵元的传感器阵列用于定位所述变压器的放电源，所述多组坐标参数中 每一组坐标参数对应一种所述四阵元的传感器阵列的空间位置；根据所述仿真参数和所述 多组坐标参数对所述放电源的定位覆盖率进行仿真计算，得到多个仿真结果，其中，所述多 个仿真结果中每一个仿真结果对应一种空间位置的四阵元的传感器阵列对所述放电源的 定位覆盖率；从所述多个仿真结果选择所述放电源的定位覆盖率最大的仿真结果；以及将 所述放电源的定位覆盖率最大的仿真结果对应的空间位置作为所述四阵元的传感器阵列 的空间位置。
[0008] 进一步地，在接收变压器的仿真参数之前，所述确定方法还包括：建立坐标系，其 中，接收到的多组坐标参数为所述坐标系下的多组坐标，在获取四阵元的传感器阵列中传 感器的多组坐标参数之后，所述确定方法还包括：将所述多组坐标参数标定在所述坐标系 上。
[0009] 进一步地，在从所述多个仿真结果选择所述放电源的定位覆盖率最大的仿真结果 之后，所述确定方法还包括：获取所述放电源的定位覆盖率最大的仿真结果对应的所述四 阵元的传感器阵列的坐标参数；对获取的坐标参数中至少一个坐标进行调整；以及根据所 述仿真参数和调整后的坐标参数对所述放电源的覆盖率进行仿真计算。
[0010] 进一步地，获取四阵元的传感器阵列中传感器的多组坐标参数包括：按照预设的 四阵元的传感器阵列的多个位置模型选择所述多组坐标参数，其中，所述多个位置模型中 一个位置模型对应一组坐标参数；以及获取选择的多组坐标参数。
[0011] 进一步地，多个位置模型包括：矩形阵列模型、菱形阵列模型、Y形阵列模型。
[0012] 为了实现上述目的，根据本发明的另一方面，提供了一种四阵元的传感器阵列空 间位置的确定装置。根据本发明的确定装置包括：接收单元，用于接收变压器的仿真参数， 所述仿真参数用于在预设坐标系内仿真所述变压器的模型；第一获取单元，用于获取四阵 元的传感器阵列中传感器的多组坐标参数，其中，所述四阵元的传感器阵列用于定位所述 变压器的放电源，所述多组坐标参数中每一组坐标参数对应一种所述四阵元的传感器阵列 的空间位置；第一计算单元，用于根据所述仿真参数和所述多组坐标参数对所述放电源的 定位覆盖率进行仿真计算，得到多个仿真结果，其中，所述多个仿真结果中每一个仿真结果 对应一种空间位置的四阵元的传感器阵列对所述放电源的定位覆盖率；选择单元，用于从 所述多个仿真结果选择所述放电源的定位覆盖率最大的仿真结果；以及确定单元，用于将 所述放电源的定位覆盖率最大的仿真结果对应的空间位置作为所述四阵元的传感器阵列 的空间位置。
[0013] 进一步地，所述确定装置还包括：建立单元，用于在接收变压器的仿真参数之前， 建立坐标系，其中，接收到的多组坐标参数为所述坐标系下的多组坐标，标定单元，用于在 获取四阵元的传感器阵列中传感器的多组坐标参数之后，将所述多组坐标参数标定在所述 坐标系上。
[0014] 进一步地，所述确定装置还包括：第二获取单元，用于在从所述多个仿真结果选择 所述放电源的定位覆盖率最大的仿真结果之后，获取所述放电源的定位覆盖率最大的仿真 结果对应的所述四阵元的传感器阵列的坐标参数；调整单元，用于对获取的坐标参数中至 少一个坐标进行调整；以及第二计算单元，用于根据所述仿真参数和调整后的坐标参数对 所述放电源的覆盖率进行仿真计算。
[0015] 进一步地，所述第一获取单元包括：选择模块，用于按照预设的四阵元的传感器阵 列的多个位置模型选择所述多组坐标参数，其中，所述多个位置模型中一个位置模型对应 一组坐标参数；以及获取模块，用于获取选择的多组坐标参数。
[0016] 进一步地，多个位置模型包括：矩形阵列模型、菱形阵列模型、Y形阵列模型。
[0017] 根据本发明实施例，通过根据仿真参数和多组坐标参数对放电源的定位覆盖率进 行仿真计算，得到多个仿真结果，从多个仿真结果选择放电源的定位覆盖率最大的仿真结 果，将放电源的定位覆盖率最大的仿真结果对应的空间位置作为四阵元的传感器阵列的空 间位置，从而解决了现有技术中四阵元的传感器阵列对放电源定位的覆盖率较低的问题， 达到了提高四阵元的传感器阵列对放电源的定位覆盖率的效果。
【附图说明】
[0018] 构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实 施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
[0019] 图1是根据本发明实施例的四阵元的传感器阵列空间位置的确定方法的流程图；
[0020] 图2是根据本发明实施例的变压器局部放电区域的示意图；
[0021] 图3a_图3b是根据本发明实施例的矩形阵列模型布局的示意图；
[0022] 图4a_图4b是根据本发明实施例的菱形阵列模型布局的示意图；
[0023] 图5是根据本发明实施例的菱形阵列模型布局的仿真示意图；
[0024] 图6a_图6b是根据本发明实施例的Y型阵列模型布局的示意图；
[0025] 图7是根据本发明实施例的Y型阵列模型布局的仿真示意图；
[0026] 图8a-图8b是根据本发明实施例的Y型阵列模型布局坐标与覆盖率的曲线示意 图；
[0027] 图9是根据本发明实施例优化后的Y型阵列模型布局的仿真示意图；以及
[0028] 图10是根据本发明实施例的四阵元的传感器阵列空间位置的确定装置的示意 图。
【具体实施方式】
[0029] 需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相 互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
[0030] 为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的 附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是 本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术 人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范 围。
[0031] 需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语"第一"、"第 二"等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使 用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例。此外，术语"包括"和 "具有"以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元 的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有 清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
[0032] 本发明实施例提供了一种四阵元的传感器阵列空间位置的确定方法，该方法可以 通过计算机设备实现其功能。
[0033] 图1是根据本发明实施例的四阵元的传感器阵列空间位置的确定方法的流程图。 如图1所示，该确定方法包括步骤如下：
[0034] 步骤S102,接收变压器的仿真参数，仿真参数用于在预设坐标系内仿真变压器的 模型。
[0035] 变压器的仿真参数可以是实际变压器为基础，简