[發明專利]一種變壓器局部放電的超聲波信號時延估計方法

有效

• 申請號: 201410722443.1
• 申請日: 2014-12-02
• 公開（公告）號: CN104360251B
• 公開（公告）日: 2017-07-28
• 發明（設計）人: 郭麗娟;陶松梅;趙堅;張煒;黎大健;夏小飛;羅傳勝;唐小峰
• 申請（專利權）人: 廣西電網公司電力科學研究院
• 主分類號: G01R31/12
• 分類號: G01R31/12;G01S5/22
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙)11350
• 代理人: 湯東鳳,張波濤

1.一種變壓器局部放電的超聲波信號時延估計方法，其特征在于：所述方法包括以下步驟：

S100：利用超聲波傳感器接收變壓器局部放電產生的超聲波信號；

S200：利用小波變換對所述接收到的超聲波信號進行處理；其中，選擇合適的小波對所得的超聲波信號進行小波變換；

S300：利用雙譜法對小波變換后的信號進行時延估計；

其中，步驟S100具體為：所述超聲波傳感器為多個，且將所述多個超聲波傳感器安裝在變壓器的不同位置；

其中，步驟S200具體為：

S210：對不同超聲波傳感器采集的超聲波信號進行小波包的多尺度分解；

S220：將分解后的低頻域信號進行傅里葉逆變換；

其中，所述步驟S300具體為：

S310：將長度為N的所述小波變換后的信號分成K段；

S320：對每段信號進行零均值處理；

S330：估計零均值處理后的每段信號的三階累積量；

假設第j段信號表示為：

{x^j(i)}，其中，i＝1，2，...，M；j＝1，2，...，K；

上式中，x^j(i)表示第j段信號的第i個數據；M表示每段數據包含的數據點數；K表示將信號x(i)分成的信號段的數量；

則該段信號的三階累積量為：

$\widehat{c_{3x}^j}(m,n)=\frac{1}{M}\underset{i=1}{\overset{M}{\Σ}}{x}^j\left(i\right)x^j(i+m)x^j(i+n)=E\[x\left(k\right)x(k+n)x(k+m)\]$

上式中，表示第j段信號的三階累積量；m，n為時間常數，表示信號x(k)的兩個時延；x^j(i+m)和x^j(i+n)表示第j段信號x^j(i)的兩個時延信號；x(k+m)，x(k+n)表示所述信號x(k)的兩個時延信號；

S340：計算K組數據的三階累積量估計均值：

$\widehat{c_{3x}}(m,n)=\frac{1}{k}\underset{j=1}{\overset{k}{\Σ}}\widehat{c_{3x}^j}(m,n)$

上式中，表示K組信號的累積量估計均值；

S350：對三階累積量估計均值進行二維傅里葉變換，得到所述信號的雙譜為：

B_3x(ω₁，ω₂)＝E[X(ω₁)X(ω₂)X(ω₁+ω₂)]

所述信號互譜為：

B_xyx(ω₁，ω₂)＝E[X(ω₁)Y(ω₂)X(ω₁+ω₂)]＝B_3x(ω₁，ω₂)exp(jω₁t)

上式中，B_3x(ω₁，ω₂)表示雙譜函數，B_xyx(ω₁，ω₂)為互譜函數，函數X，Y分別為不同傳感器接收到的信號；ω₁，ω₂表示信號的兩個頻率分量；t表示信號時延的時間量；

S360：根據所述信號的雙譜和互譜計算時延估計函數：

$a\left(t\right)=\underset{-\mathrm{\∞}}{\overset{\mathrm{\∞}}{\∫}}\underset{-\mathrm{\∞}}{\overset{\mathrm{\∞}}{\∫}}\frac{B_{xyx}({\mathrm{\ω}}_1,{\mathrm{\ω}}_2)}{B_{3x}({\mathrm{\ω}}_1,{\mathrm{\ω}}_2)}{e}^{{\mathrm{j\ω}}_{1}t}{\mathrm{d\ω}}_1{\mathrm{\ω}}_2=\mathrm{\δ}(t-n)$

上式中，a(t)表示時延估計函數，δ(t-n)為沖擊函數；

其中，所述超聲波傳感器數量為至少8個，且均勻的安裝在變壓器不同位置處；

所述步驟S320具體為：將每段信號中的每個信號均減去該段數據的均值，使該段信號的均值為0。