变压器绝缘劣化是导致局部放电的主要原因,研究局部放电精确测向,对整个电网的安全运行具有很重要的工程意义。由于变压器的结构比较复杂,发生局部放电时,光纤超声传感器阵列接收到的局部放电信号包含通过油箱壁、铁芯、绕组等介质平面反射散射的局部放电信号,对局部放电点测向造成很大误差。研究了最小相位分解法去混响算法,并基于研制的阵列进行油中局部放电测向实验,采用多重信号分类(multiple signal classification,MUSIC)算法计算放电源的波达方向(direction of arrival,DOA)。实验结果表明最小相位分解法去混响能有效抑制局部放电信号中的部分混响,去混响后的测向精度有明显改善。
局部放电超声阵列定位技术是将传感器阵列与阵列信号处理方法相结合。文章采用非本征法布里帕罗干涉(Extrinsic Fabry-Perot Interferometric,EFPI)的光纤超声传感器,其灵敏度高,不受电磁干扰的影响,并充分发挥EFPI传感器可放置于油中的优势,改进阵列结构。设计了4阵元EFPI超声传感器正四面体结构阵列,将其置于油箱内部检测局放超声信号,利用多信号分类算法(Multiple Signal Classification,MUSIC)对局放源进行测向,并与平面2×2阵列进行对比,针对阵元位置误差进行校正。结果表明该阵列传感器能够在油中检测到信噪比较高的局部放电信号,且较传统平面阵具有更高的测向准确度;尤其在阵列盲区方面,立体型阵列传感器可有效地实现空间多角度的信源测向。利用TCT算法对阵元位置误差进行校正,提高了测向精度,满足了实际工程需要。
