【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电力设备状态监测和故障定位，尤其涉及基于模拟时延数据库的变压器局部放电源定位方法及系统。
技术介绍
1、大型油浸式电力变压器作为电力系统中最关键的设备之一，其绝缘可靠性关系着整个电力系统的安全与稳定。在长期运行过程中，电力变压器经常会因局部放电（partialdischarge，pd）出现绝缘损坏，如果不及时发现并维修，将逐渐发展为严重的突发性绝缘击穿故障，造成设备损毁、电网停运等重大经济损失。
2、特高频（ultra high frequency, uhf）法具有灵敏度高、抗干扰能力强和非接触式测量等优点，近年来在局部放电检测中得到了广泛的应用。而借助特高频信号定位局部放电源主要采用的是到达时间差（time difference of arrival, tdoa）法，虽然这种方法原理简单、技术成熟，但是传统的tdoa数学模型在迭代寻优中会出现局部最优解、计算效率低等缺点，并且由于变压器内部结构复杂，特高频信号并非沿直线传播，存在着非视距传播现象，导致传统的tdoa数学模型在实际变压器pd定位中误差很大。
3、另外，特高频传感器的安装位置对局部放电信号的检测和定位也有着很大的影响。虽然内置式的特高频传感器能有效地提高检测灵敏度，降低外部电磁干扰的影响，但电力变压器内部的铁芯、绕组等结构，依然会影响特高频传感器接收局部放电信号的能力。而目前电力行业还没有确定大型油浸式电力变压器内置特高频传感器的安装标准。
技术实现思路
1、为克服上述现有技术的不
2、为实现上述目的，本专利技术的一个或多个实施例提供了如下技术方案：
3、本专利技术第一方面提供了基于模拟时延数据库的变压器局部放电源定位方法。
4、基于模拟时延数据库的变压器局部放电源定位方法，包括以下步骤：
5、建立变压器三维仿真模型；
6、将变压器三维仿真模型划分网格，模拟当局部放电源在各网格中心时，变压器三维仿真模型各箱壁上不同区域接收到局部放电特高频信号的热度值，得到特高频传感器安装热图，并确定特高频传感器的最佳安装位置；
7、基于确定的最佳安装位置，仿真计算局部放电源在各网格中心时，特高频传感器间的理论到达时间差；
8、建立变压器三维仿真模型的局部放电源坐标与特高频传感器间的理论到达时间差的映射关系，构建变压器的模拟时延数据库；
9、在实际变压器上的对应位置安装好内置式特高频传感器，并检测局部放电特高频信号，计算特高频传感器间的实际到达时间差；
10、在变压器的模拟时延数据库中搜寻与实际到达时间差结果最接近的一组理论到达时间差，基于映射关系确定变压器三维仿真模型的局部放电源坐标，进而确定实际变压器的局部放电源定位结果。
11、本专利技术第二方面提供了基于模拟时延数据库的变压器局部放电源定位系统。
12、基于模拟时延数据库的变压器局部放电源定位系统，包括：
13、仿真模型建立模块，被配置为：建立变压器三维仿真模型；
14、最佳安装位置确定模块，被配置为：将变压器三维仿真模型划分网格，模拟当局部放电源在各网格中心时，变压器三维仿真模型各箱壁上不同区域接收到局部放电特高频信号的热度值，得到特高频传感器安装热图，并确定特高频传感器的最佳安装位置；
15、理论到达时间差计算模块，被配置为：基于确定的最佳安装位置，仿真计算局部放电源在各网格中心时，特高频传感器间的理论到达时间差；
16、模拟时延数据库构建模块，被配置为：建立变压器三维仿真模型的局部放电源坐标与特高频传感器间的理论到达时间差的映射关系，构建变压器的模拟时延数据库；
17、实际到达时间差计算模块，被配置为：在实际变压器上的对应位置安装好内置式特高频传感器，并检测局部放电特高频信号，计算特高频传感器间的实际到达时间差；
18、匹配模块，被配置为：在变压器的模拟时延数据库中搜寻与实际到达时间差结果最接近的一组理论到达时间差，基于映射关系确定变压器三维仿真模型的局部放电源坐标，进而确定实际变压器的局部放电源定位结果。
19、以上一个或多个技术方案存在以下有益效果：
20、本专利技术提供了一种基于模拟时延数据库的变压器局部放电源定位方法及系统，利用仿真软件建立变压器三维模型，模拟局部放电特高频信号在变压器内部的传播特性，由此确定特高频传感器的最佳安装位置和tdoa数据库，借助各局部放电源坐标与特高频传感器间的tdoa的映射关系，最终确定pd的空间位置。
21、本专利技术基于仿真软件提出了用传感器安装热图确定特高频传感器最佳排布位置的方法，有效地增强了内置式特高频传感器检测局部放电的灵敏度，提升了定位系统的检出能力。
22、针对传统的tdoa方程组没有考虑电磁波在变压器内可能出现的折射、反射、绕射等情况的问题，本专利技术提出利用仿真软件建立考虑变压器内部复杂结构的三维模型，计算不同位置发生局部放电时，对应的特高频信号理论的到达时间差，以建立tdoa数据库。该方法能充分地考虑特高频信号非视距传播的影响，有效地解决传统的tdoa数学模型在迭代寻优中会出现局部最优解的缺点，通过搜寻变压器的tdoa数据库，找出均方差结果最小的一组tdoa，能够更快速、更精确地确定局部放电源位置。
23、本专利技术附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。
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1.基于模拟时延数据库的变压器局部放电源定位方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的基于模拟时延数据库的变压器局部放电源定位方法，其特征在于，建立变压器三维仿真模型，具体包括：
3.如权利要求1所述的基于模拟时延数据库的变压器局部放电源定位方法，其特征在于，将变压器三维仿真模型划分网格，具体包括：
4.如权利要求1所述的基于模拟时延数据库的变压器局部放电源定位方法，其特征在于，变压器三维仿真模型各箱壁上不同区域接收到局部放电特高频信号的热度值，具体计算方法为：
5.如权利要求1所述的基于模拟时延数据库的变压器局部放电源定位方法，其特征在于，基于安装策略确定特高频传感器的最佳安装位置，所述安装策略具体包括：
6.如权利要求4所述的基于模拟时延数据库的变压器局部放电源定位方法，其特征在于，基于确定的最佳安装位置，仿真计算局部放电源在各网格中心时，特高频传感器间的理论到达时间差，具体包括：
7.如权利要求1所述的基于模拟时延数据库的变压器局部放电源定位方法，其特征在于，建立变压器三维仿真模型的局部放
8.如权利要求1所述的基于模拟时延数据库的变压器局部放电源定位方法，其特征在于，采用改进型小窗互相关算法计算特高频传感器间的实际到达时间差，具体包括：
9.如权利要求1所述的基于模拟时延数据库的变压器局部放电源定位方法，其特征在于，在变压器的模拟时延数据库中搜寻与实际到达时间差结果最接近的一组理论到达时间差，具体方法为：计算实际到达时间差与模拟时延数据库中各组理论到达时间差之间的均方差；
10.基于模拟时延数据库的变压器局部放电源定位系统，其特征在于，包括：
...【技术特征摘要】
1.基于模拟时延数据库的变压器局部放电源定位方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的基于模拟时延数据库的变压器局部放电源定位方法，其特征在于，建立变压器三维仿真模型，具体包括：
3.如权利要求1所述的基于模拟时延数据库的变压器局部放电源定位方法，其特征在于，将变压器三维仿真模型划分网格，具体包括：
4.如权利要求1所述的基于模拟时延数据库的变压器局部放电源定位方法，其特征在于，变压器三维仿真模型各箱壁上不同区域接收到局部放电特高频信号的热度值，具体计算方法为：
5.如权利要求1所述的基于模拟时延数据库的变压器局部放电源定位方法，其特征在于，基于安装策略确定特高频传感器的最佳安装位置，所述安装策略具体包括：
6.如权利要求4所述的基于模拟时延数据库的变压器局部放电源定位方法，其特征在于，基于确定的最佳安装位置...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱文兵，朱庆东，朱孟兆，吕俊涛，辜超，顾朝亮，王建，邢海文，李龙龙，李杰，王学磊，任敬国，伊锋，许伟，高志新，
申请(专利权)人：国网山东省电力公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：
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