电力变压器局部放电超声定位优化算法研究

论文摘要

电力变压器是组成电力系统的关键设备,其安全运行是保证供电可靠性的基础。导致电力设备失效的主要原因是其绝缘性能的劣化。变压器内部绝缘油在高场强的作用下分解的气体产生的气隙放电约占变压器故障总数的大多数,如何快速、有效、准确地监测变压器内部局部放电的放电量和放电部位是保证变压器正常运行的关键。本文对变压器局部放电现象进行了深入的阐述和分析,提出了局部放电超声定位关键技术的解决方案——通过相关函数法检测时延,根据时延利用传统和现代优化方法进行放电点定位,并进行了积极地论证和实验。最后文章还分析了变压器局部放电超声定位的其它技术,例如如何进行多点定位以及如何提高监测灵敏度的问题,并对技术难点进行了探讨。现场监测结果表明,文章提出的方法能比较准确地对局部放电点进行定位,有效地实现电力变压器的在线监测,具有一定的推广价值。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 电气设备的绝缘故障和局部放电现象
• 1.2 局部放电信号监测
• 1.3 局部放电超声定位监测法
• 1.3.1 超声波的监测频率
• 1.3.2 超声波传播
• 1.3.3 超声定位法的监测灵敏度
• 1.4 本文的主要工作
• 第二章 局部放电超声定位关键技术
• 2.1 变压器局部放电超声定位数学模型
• 2.2 局部放电超声定位时延估计
• 2.2.1 时延估计信号模型
• 2.2.2 时延估计算法原理
• 2.2.3 时延估计算法实现
• 2.3 小结
• 第三章 传统优化方法在局部放电超声定位中的应用研究
• 3.1 求解非线性方程组的最小二乘广义逆法
• 3.2 最速下降法
• 3.3 牛顿法和阻尼牛顿法
• 3.4 共轭梯度法
• 3.5 变尺度法
• 3.6 局部放电超声定位自适应方法
• 3.6.1 超声定位自适应方法计算步骤
• 3.6.2 体元分割法选取初始点
• 3.6.3 自适应算法性能分析
• 3.6.4 组合算法在超声定位中的应用
• 3.7 小结
• 第四章 现代优化方法在局部放电超声定位中的应用研究
• 4.1 前言
• 4.1.1 现代优化算法的发展历史
• 4.1.2 传统优化和组合优化解空间（可行域）的转化
• 4.2 模拟退火算法
• 4.2.1 模拟退火算法原理
• 4.2.2 模拟退火算法的模型
• 4.2.3 模拟退火算法流程
• 4.2.4 解的产生和接受
• 4.2.5 算法的终止原则
• 4.3 遗传算法
• 4.3.1 遗传算法来源
• 4.3.2 遗传算法求解步骤
• 4.3.3 遗传算法群体规模估计
• 4.3.4 初始群体的选取
• 4.3.5 终止规则
• 4.3.6 适应函数构造
• 4.3.7 排序适应函数
• 4.3.8 交叉规则
• 4.3.9 种群的选取和交配后群体的确定
• 4.4 蚁群优化算法
• 4.4.1 引言
• 4.4.2 基本蚁群算法特点
• 4.4.3 基本蚁群优化算法
• 4.4.4 蚁群算法的技术问题
• 4.4.5 连续蚁群算法
• 4.5 基于遗传算法的变压器局部放电超声定位
• 4.5.1 解的编码
• 4.5.2 种群选取策略
• 4.5.3 淘汰规则
• 4.5.4 交叉规则
• 4.5.5 变异规则
• 4.6 应用案例
• 4.7 小结
• 第五章 变压器局部放电超声定位中其它技术研究
• 5.1 前言
• 5.2 检测灵敏度分析
• 5.3 现场干扰的来源分析及抑制措施
• 5.4 基于阵列信号的多点定位研究
• 5.5 局部放电标定方法的研究
• 5.5.1 标定原理
• 5.5.2 离线标定
• 5.5.3 在线标定
• 5.6 小结
• 第六章 结束语
• 6.1 本文的创新意义及应用价值
• 6.2 下一步的工作和展望
• 致谢
• 参考文献
• 研究成果