[發(fā)明專利]一種基于聲振結(jié)合的變壓器噪聲源定位方法、系統(tǒng)和裝置有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 202010056349.2 | 申請日： | 2020-01-18 |
| 公開（公告）號： | CN111175698B | 公開（公告）日： | 2022-12-20 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 李繼攀;殷守斌;梁存民;孫素亮;王強;劉宏領(lǐng);郭瑞;谷棟;彭順;王維令;陳小虎;王陸麗;徐環(huán) | 申請（專利權(quán)）人： | 國網(wǎng)山東省電力公司菏澤供電公司;國家電網(wǎng)有限公司 |
| 主分類號： | G01S5/22 | 分類號： | G01S5/22 |
| 代理公司： | 北京科億知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11350 | 代理人： | 李興林 |
| 地址： | 274000 山東*** | 國省代碼： | 山東;37 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 基于 結(jié)合 變壓器 噪聲 定位 方法 系統(tǒng) 裝置 | ||
本發(fā)明公開的一種基于聲振結(jié)合的變壓器噪聲源定位方法、系統(tǒng)和裝置，根據(jù)振動信號和聲波信號，分別通過時延估計噪聲源定位算法、延時求和波束形成噪聲源定位算法和基于遺傳MUSIC噪聲源定位算法，分別計算噪聲源的三個方位角，本發(fā)明結(jié)合聲音信號和振動信號的優(yōu)點，以受外界干擾較小的振動信號作為變壓器噪聲源定位的基準觸發(fā)信號，通過噪聲陣列傳感器采集聲音信號，綜合采用多種定位算法對噪聲源進行定位，不僅能準確估計時延、確定噪聲源的位置，提高定位精度，還能提高變壓器噪聲檢測水準，更加有效的利用噪聲信號評估變壓器的運行狀態(tài)，確保變壓器的安全穩(wěn)定運行。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于噪聲源定位的技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于聲振結(jié)合的變壓器噪聲源定位方法、系統(tǒng)和裝置。
背景技術(shù)
近年來隨著電力事業(yè)的發(fā)展，變壓器噪聲振動所帶來的危害越來越多地受到人們的關(guān)注，作為一種機械波，變壓器噪聲是設(shè)備機械振動通過彈性媒質(zhì)向外界傳播的結(jié)果，噪聲中蘊含變壓器工作狀態(tài)的重要信息。通過采集變壓器的噪聲信號，并對噪聲信號進行時域、頻域處理，可以得出變壓器的工作狀態(tài)，并且能夠很好地反映變壓器鐵芯松動、繞組松散、鐵芯接地等故障。現(xiàn)階段我國的變壓器振動噪聲故障監(jiān)測還處于起步階段，且由于變壓器內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，理論計算很難準確分析噪聲的產(chǎn)生及傳播規(guī)律。
變壓器常規(guī)檢修過程是采用人耳來分別噪聲，可靠性較低，現(xiàn)有的噪聲研究還停留在測量聲壓級、頻譜階段，對采集到的聲音信號進行時、頻處理，這些研究遠不能滿足深入了解變壓器振動噪聲傳播機理、進一步降低變壓器噪聲的需求。
傳統(tǒng)的變壓器噪聲源定位方法為：基于波束形成定位、基于到達時間差定位和基于高分辨率譜估計定位；由于變壓器內(nèi)部結(jié)構(gòu)及現(xiàn)場應(yīng)用環(huán)境復(fù)雜，對于傳統(tǒng)單一的定位方法，其定位精度很難得到保證；在真實變壓器上開展噪聲源定位，由于變壓器內(nèi)部復(fù)雜結(jié)構(gòu)、振動噪聲信號傳播機理的復(fù)雜性以及環(huán)境噪聲等因素均不利于傳播時間值的準確測量，導(dǎo)致現(xiàn)有定位方法在時延估計方面存在一定的誤差，容易造成噪聲源定位精度變低，甚至出現(xiàn)定位失敗的現(xiàn)象。因此，為了更好的實現(xiàn)變壓器噪聲源的定位，提出一種時延估計準確，定位精度高的變壓器噪聲源定位方法，具有非常重要的意義。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，所要解決的技術(shù)問題為：提供一種時延估計準確、定位精度高，且基于聲振結(jié)合的變壓器噪聲源定位方法、系統(tǒng)和裝置。
為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：一種基于聲振結(jié)合的變壓器噪聲源定位方法，包括：
S101、采集設(shè)置在變壓器外殼上的振動傳感器的振動信號；
S102、采集設(shè)置在變壓器外的噪聲陣列傳感器的聲波信號；
S103、根據(jù)振動信號和聲波信號，分別通過時延估計噪聲源定位算法、延時求和波束形成噪聲源定位算法和基于遺傳MUSIC噪聲源定位算法，分別計算噪聲源的三個方位角；
S104、根據(jù)計算得到的三個方位角分別賦予不同的權(quán)重并進行加權(quán)和，得到最終噪聲源的方位角。
優(yōu)選地，所述通過時延估計噪聲源定位算法計算噪聲源的方位角，具體包括：
S1051、計算噪聲傳感器陣列采集到的聲波信號與振動傳感器采集到的振動信號的時間差ti；
S1052、建立空間直角坐標系，定義待定位的噪聲源坐標為P(x,y,z)，Ri表示噪聲源到噪聲傳感器Zi的距離，tij表示噪聲源到噪聲傳感器Zi與噪聲傳感器Zj之間的時延，R表示噪聲源到坐標原點的距離，θ(0°,90°)表示噪聲源到坐標原點的俯仰角，φ1(0°,360°)表示噪聲源到坐標原點的方位角，L為噪聲源到噪聲傳感器陣列中心的距離，v為變壓器內(nèi)等值聲速；
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