考虑温度场变化的高压开关柜局部放电定位方法及系统与流程

文档序号:25310323发布日期:2021-06-04 15:31阅读:来源:国知局

技术特征:
1.考虑温度场变化的高压开关柜局部放电定位方法,其特征是,包括:将tev探测仪检测的高压开关柜的局部放电源初步定位在一个球形空间内;采用m个超声波传感器对高压开关柜进行局部放电测量,得到第i个超声波传感器采集到的异常声波信号起始时刻与tev探测仪检测到的最强tev信号的时刻的传播时间差t
i
;i的取值范围为1~m;根据球形空间、传播时间差t
i
和超声波传播路径的温度分布情况,计算出第i个超声波传感器与局部放电源之间的预测距离l
i
;基于第i个超声波传感器与局部放电源之间的预测距离l
i
,结合约束条件计算出第i个超声波传感器预测的局部放电源的坐标位置;同理,得到所有超声波传感器预测的局部放电源的坐标位置;基于所有超声波传感器预测的局部放电源的坐标位置,寻找最优解,获得局部放电源所在的精确位置。2.如权利要求1所述的考虑温度场变化的高压开关柜局部放电定位方法,其特征是,将tev探测仪检测的高压开关柜的局部放电源初步定位在一个球形空间内;具体包括:构建高压开关柜三维坐标系;高压开关柜底面的一个角点为原点,底面的与原点相连的两条边分别为x轴和y轴,与原点相连且与x轴和y轴均垂直向上的线为z轴;使用tev探测仪对高压开关柜内部进行多点检测,将tev探测仪检测到的最强tev信号的时刻作为计时起点,通过能量衰减法初步得出一个局部放电源位置,以此位置作为球心构建一个设定半径的球形空间。3.如权利要求1所述的考虑温度场变化的高压开关柜局部放电定位方法,其特征是,采用m个超声波传感器对高压开关柜进行局部放电测量,得到第i个超声波传感器采集到的异常声波信号起始时刻与tev探测仪检测到的最强tev信号的时刻的传播时间差t
i
;具体包括:采用m个超声波传感器对高压开关柜进行局部放电测量,对第i个超声波传感器检测的异常声波信号进行波形处理,得到第i个超声波传感器采集到异常声波信号的起始时刻;所述异常声波信号,是指声波信号的振幅超过设定阈值;进而得到第i个超声波传感器采集到的异常声波信号起始时刻与tev探测仪检测到的最强tev信号的时刻的传播时间差t
i
;i的取值范围是1~m;m为正整数。4.如权利要求1所述的考虑温度场变化的高压开关柜局部放电定位方法,其特征是,所述根据球形空间、传播时间差t
i
和超声波传播路径的温度分布情况,计算出第i个超声波传感器与局部放电源之间的预测距离l
i
;具体包括:将第i个超声波传感器的中心点a
i
与球形空间的球心q采用直线进行连接,所述直线穿过球心后延伸至球形空间的球壁,与球形空间的球壁形成一个交点c
i
;将第i个超声波传感器的中心点a
i
与交点c
i
之间进行连线,得到线段a
i
c
i
;构建高压开关柜三维温度场,得到超声波传播路径的温度分布情况,以第i个超声波传感器的中心点a
i
为起点,以交点c
i
为终点,每间隔设定温差确定一个节点,根据节点将线段a
i
c
i
划分为l个子线段,从三维温度场中确定每个子线段的长度;根据每个子线段的长度,和每个子线段内超声波的传播速度v
if
,计算出每个子线段内超声波的传播时间t
if
;f的取值范围为1~l;
根据前f个子线段的超声波传播时间之和不大于t
i
,且前f+1个子线段的超声波传播时间之和不小于t
i
的原则,得到f的取值;根据f的取值,计算出第i个超声波传感器与局部放电源之间的预测距离l
i
。5.如权利要求1所述的考虑温度场变化的高压开关柜局部放电定位方法,其特征是,基于第i个超声波传感器与局部放电源之间的预测距离l
i
,结合约束条件计算出第i个超声波传感器预测的局部放电源的坐标位置;具体包括:在得到第i个超声波传感器与局部放电源之间的预测距离l
i
后,以第i个超声波传感器坐标为球心,以预测距离l
i
为半径,得到一个球形方程:其中,(x
i
,y
i
,z
i
)表示第i个超声波传感器的坐标位置;(x'
ig
,y'
ig
,z'
ig
)表示第i个超声波传感器预测的第g组局部放电源的坐标位置;然后,将球形方程,与第i个超声波传感器和初步定位球形空间的角度约束条件结合,得到一个曲面;所述曲面是所述球形方程所形成的球形上的曲面;然后,将曲面进行网格化处理,网格化后的曲面上的所有网格节点均为第i个超声波传感器预测的局部放电源候选位置点;其中,网格化处理的原则是:网格化处理的过程中,网格上水平方向相邻或垂直方向相邻的两个节点与第i个超声波传感器坐标进行连线,连线后,两条连线与第i个超声波传感器坐标点形成一个球心角,所述球心角的夹角为1度;根据角度约束条件给出的方向角最小值、方向角最大值、俯仰角最小值和俯仰角最大值;方向角在给出的最小值基础上按照1度为梯度进行递增,在每个方向角下,每增加1
°
俯仰角,就求出一组(x'
ig
,y'
ig
,z'
ig
)值;g=(1,2,

,n
i
);方向角递增结束的标准是方向角达到方向角的最大值;或者,俯仰角在给出的最小值基础上按照1度为梯度进行递增,在每个俯仰角下,每增加1
°
方向角,就求出一组(x'
ig
,y'
ig
,z'
ig
)值;俯仰角递增结束的标准是俯仰角达到俯仰角的最大值;x'
ig
、y'
ig
、z'
ig
三者之间存在以下关系:θ
ig
表示方向角;φ
ig
表示俯仰角;最后,每个超声波传感器得出n
i
组放电源预测位置。6.如权利要求1所述的考虑温度场变化的高压开关柜局部放电定位方法,其特征是,所述角度约束条件;具体包括:定义初步定位空间球心位置坐标为(x
q
,y
q
,z
q
),球形空间半径为r
q
,超声波传感器的位置点为p
i
(x
i
,y
i
,z
i
),其中,i=1,2,3,...,m;m≥4;首先计算方向角θ
ig
的约束条件,方向角θ
ig
为第i个传感器坐标点与初步定位球形空间之间在水平方向上两条切线之间的角度,其约束条件为:
其中,为初步定位球形空间球心位置与超声波传感器位置竖直投影在xy轴上的直线与x轴的正向夹角;表示超声波传感器位置点与初步定位球形空间边界在xy平面上的切线,和初步定位球形空间球心位置与超声波传感器位置竖直投影在xy平面上的直线间的夹角;然后计算俯仰角φ
ig
的约束条件,俯仰角φ
ig
为第i个传感器坐标点与球形空间之间在竖直方向上两条切线之间的角度,其约束条件为:其中,为初步定位空间球心位置与超声波传感器位置水平投影在yz轴上的直线与z轴的正向夹角;表示超声波传感器位置点与初步定位空间边界在yz平面上的切线,和初步定位空间球心位置与超声波传感器位置水平投影在yz平面上的直线间的夹角。7.如权利要求1所述的考虑温度场变化的高压开关柜局部放电定位方法,其特征是,所述基于所有超声波传感器预测的局部放电源的坐标位置,寻找最优解,获得局部放电源所在的精确位置;具体包括:定义所求的局部放电源精确位置坐标为(x
o
,y
o
,z
o
),根据第i个超声波传感器的n
i
组局部放电源预测坐标位置(x'
ig
,y'
ig
,z'
ig
),g的取值范围是1,2,

,n
i
,得到第i个超声波传感器预测的局部放电源坐标点与局部放电源精确坐标点间的最短距离d
i
;其中,(x'
ig
,y'
ig
,z'
ig
)表示第i个超声波传感器的第g组局部放电源预测位置坐标;对m个超声波传感器预测的局部放电源坐标点与局部放电源精确坐标点间的最短距离作和,得到距离和函数:其中,d表示m个超声波传感器预测的局部放电源坐标点与局部放电源精确坐标点间的最短距离之和;d
i
表示第i个超声波传感器预测的局部放电源坐标点与局部放电源精确坐标点间的最短距离;结合所述距离和函数,寻找使得d最小的最优解,以此获得局部放电源所在的精确位置。8.考虑温度场变化的高压开关柜局部放电定位系统,其特征是,包括:球形空间定位模块,其被配置为:将tev探测仪检测的高压开关柜的局部放电源初步定
位在一个球形空间内;传播时间差获取模块,其被配置为:采用m个超声波传感器对高压开关柜进行局部放电测量,得到第i个超声波传感器采集到的异常声波信号起始时刻与tev探测仪检测到的最强tev信号的时刻的传播时间差t
i
;i的取值范围为1~m;预测距离计算模块,其被配置为:根据球形空间、传播时间差t
i
和超声波传播路径的温度分布情况,计算出第i个超声波传感器与局部放电源之间的预测距离l
i
;坐标位置计算模块,其被配置为:基于第i个超声波传感器与局部放电源之间的预测距离l
i
,结合约束条件计算出第i个超声波传感器预测的局部放电源的坐标位置;同理,得到所有超声波传感器预测的局部放电源的坐标位置;精确位置获得模块,其被配置为:基于所有超声波传感器预测的局部放电源的坐标位置,寻找最优解,获得局部放电源所在的精确位置。9.一种电子设备,其特征是,包括:一个或多个处理器、一个或多个存储器、以及一个或多个计算机程序;其中,处理器与存储器连接,上述一个或多个计算机程序被存储在存储器中,当电子设备运行时,该处理器执行该存储器存储的一个或多个计算机程序,以使电子设备执行上述权利要求1

7任一项所述的方法。10.一种计算机可读存储介质,其特征是,用于存储计算机指令,所述计算机指令被处理器执行时,完成权利要求1

7任一项所述的方法。
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