用于变压器局部放电源的定位方法和装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及放电源定位领域，具体而言，涉及一种用于变压器局部放电源的定位 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W得到Η个相对传播时间值（即传播时间差），W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，在实际现场定位中，由于时间测量误差，距离测量误差存在，常常会导致定 位双曲面之间无交点，方程组在实数域内无解，导致定位失败。在此情况下，如何计算方程 组在实数域内的最优解是定位算法需要解决的问题。
[0004]在真实变压器上开展定位测量，由于真实变压器结构、内部局部放电射频电磁波 信号传播机理的复杂性W及背景噪声水平等因素均不利于传播时间值的准确测量，而特高 频电磁波传播速度极快，微小的传播时间测量误差和距离误差将极易导致定位失败，送就 导致了传统的定位算法对时间差测量和距离测量的要求非常高。如果传播时间值参量存在 细微误差（Ins误差W内）或尺寸测量存在微小误差很可能导致实数域内无解或是计算结 果误差很大。
[0005]现有的定位方案中，通常是在Η维空间内，利用双曲面时间差方程组求取局部放 电的位置，然而在一定时间误差下，往往导致定位失败，其原因主要在于存在时间误差的情 况下下，会出现双曲面之间无交点，方程组在实数域内无解。
[0006]针对现有技术中在存在一定时间误差的情况下容易导致定位失败的问题，目前尚 未提出有效的解决方案。
【发明内容】
[0007] 本发明的主要目的在于提供一种用于变压器局部放电源的定位方法和装置，W解 决现有技术中在存在一定时间误差的情况下容易导致定位失败的问题。
[0008] 为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了 一种用于变压器局部放电源 的定位方法。根据本发明的定位方法包括；读取四阵元的传感器阵列中各传感器检测到电 磁波信号的起始时刻，其中，电磁波信号为变压器局部放电的放电源产生的电磁波信号；根 据起始时刻建立电磁波信号传播的时间-距离差方程组，时间-距离差方程组用于反映四 阵元的传感器接收到电磁波信号的时间与四阵元的传感器到放电源的距离的关系；利用牛 顿迭代定位算法在预设的置信区间内对时间-距离差方程组进行计算，得到复数域内的计 算结果，计算结果用于反映放电源的位置；判断计算结果是否为复数形式，其中，复数形式 包括实部和虚部；如果判断出是计算结果为复数形式，则根据计算结果利用网格搜索算法 确定时间-距离差方程组的实数解；w及输出实数解，将实数解作为放电源的位置坐标。
[0009] 进一步地，根据起始时刻建立电磁波信号传播的时间-距离差方程组包括；确定 四阵元的传感器阵列中各传感器的位置坐标；W及W放电源的位置坐标为变量根据电磁波 信号的传播时间与四阵元的传感器到放电源的距离的关系建立时间-距离差方程组。
[0010] 进一步地，利用牛顿迭代定位算法对时间-距离差方程组进行计算包括；通过函 数的泰勒级数将非线性方程线性化，形成迭代序列；将迭代序列转化为线性方程组；选取 复数域内的初值对线性方程组进行迭代运算，得到复数域的计算结果。
[0011] 进一步地，根据计算结果利用网格搜索算法确定时间-距离差方程组的实数解包 括：获取计算结果的实部；将计算结果的实部周围预设范围区域离散为N个网格，形成N个 网格顶点，N为预设值；计算N个网格顶点达到四阵元的传感器的传播时间；利用N个网格 顶点的位置坐标、传播时间、传感器的坐标通过时间-距离差方程组计算得到N组2-范数 数组；W及计算N组2-范数数组中最小值，将最小值最为实数解。
[0012] 为了实现上述目的，根据本发明的另一方面，提供了一种用于变压器局部放电源 的定位装置。根据本发明的定位装置包括：读取单元，用于读取四阵元的传感器阵列中各传 感器检测到电磁波信号的起始时刻，其中，电磁波信号为变压器局部放电的放电源产生的 电磁波信号；建立单元，用于根据起始时刻建立电磁波信号传播的时间-距离差方程组，时 间-距离差方程组用于反映四阵元的传感器接收到电磁波信号的时间与四阵元的传感器 到放电源的距离的关系；计算单元，用于利用牛顿迭代定位算法在预设的置信区间内对时 间-距离差方程组进行计算，得到复数域内的计算结果，计算结果用于反映放电源的位置； 判断单元，用于判断计算结果是否为复数形式，其中，复数形式包括实部和虚部；确定单元， 用于如果判断出是计算结果为复数形式，则根据计算结果利用网格搜索算法确定时间-距 离差方程组的实数解；W及输出单元，用于输出实数解，将实数解作为放电源的位置坐标。
[0013] 进一步地，建立单元包括：确定模块，用于确定四阵元的传感器阵列中各传感器的 位置坐标；W及建立模块，用于W放电源的位置坐标为变量根据电磁波信号的传播时间与 四阵元的传感器到放电源的距离的关系建立时间-距离差方程组。
[0014] 进一步地，计算单元包括；第一转化模块，用于通过函数的泰勒级数将非线性方 程线性化，形成迭代序列；第二转化模块，用于将迭代序列转化为线性方程组；第一计算模 块，用于选取复数域内的初值对线性方程组进行迭代运算，得到复数域的计算结果。
[0015] 进一步地，确定单元包括；获取模块，用于获取计算结果的实部；离散模块，用于 将计算结果的实部周围预设范围区域离散为N个网格，形成N个网格顶点，N为预设值；第 二计算模块，用于计算N个网格顶点达到四阵元的传感器的传播时间；第Η计算模块，用于 利用Ν个网格顶点的位置坐标、传播时间、传感器的坐标通过时间-距离差方程组计算得到 Ν组2-范数数组；W及第Η计算模块，用于计算Ν组2-范数数组中最小值，将最小值最为 实数解。
[0016] 根据本发明实施例，通过读取四阵元的传感器阵列中各传感器检测到电磁波信号 的起始时刻，根据起始时刻建立电磁波信号传播的时间-距离差方程组，利用牛顿迭代定 位算法在预设的置信区间内对时间-距离差方程组进行计算，得到复数域内的计算结果， 判断计算结果是否为复数形式，如果判断出是计算结果为复数形式，则根据计算结果利用 网格搜索算法确定时间-距离差方程组的实数解，输出实数解，将实数解作为放电源的位 置坐标，解决了现有技术中在存在一定时间误差的情况下容易导致定位失败的问题。
【附图说明】
[0017] 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：
[0018] 图1是根据本发明实施例的用于变压器局部放电源的定位方法的流程图；
[0019] 图2是根据本发明实施例的放电源与传感器的位置关系示意图；
[0020] 图3是根据本发明实施例的时间差定位算法的几何原理图；
[0021] 图4是根据本发明实施例的二维定位原理的示意图；W及
[0022] 图5是根据本发明实施例的用于变压器局部放电源的定位装置的示意图。
【具体实施方式】
[0023] 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W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。
[0024]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。
[0025] 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。应该理解送样使 用的数据在适当情况下可W互换，W便送里描述的本发明的实施例。此外，术语"包括"和 "具有及他们的任何变形，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郝些步骤或单元，而是可包括没有 清楚地列出的或对于送些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
[0026] 本发明实施例提供了 一种用于变压器局部放电源的定位方法。
[0027] 图1是根据本发明实施例的用于变压器局部放电源的定位方法的流程图。如图1 所示，该定位方法包括步骤如下：
[0028] 步骤S102,读取四阵元的传感器阵列中各传感器检测到电磁波信号的起始时刻， 其中，电磁波信号为变压器局部放电的放电源产生的电磁波信号。四阵元的传感器阵列包 括四个传感器，利用四个传感器来检测电磁波信号。读取各传感器检测到电磁波信号的起 始时刻，用W计算各传感器与放电源之间