PD源时间差定位

基于到达时间差定位方法（又称为双曲线定位法），是当前无源定位系统中常用的一种定位技术，它是通过处理三个或更多的传感器所测量到的信号数据，经获取得到各路信号之间的时延后通过建立双曲线模型对未知位置的发射源进行定位计算。其中双曲线模型是通过测量信号到达两传感器的时间差并以两传感器坐标为焦点来确定的。那么，在二维平面中，利用三个传感器即可确定出两对双曲线来产生交点，结合测向信息排除虚假交点后，其“交点”可认为是辐射源的位置。同理，若要定位出三维空间中任一位置的辐射源，则至少需要四个（或四个以上）传感器获取时延信息，由此可形成三个双曲面来产生交点，同样将“交点”视为信号源的空间位置。与传统的无源测向交叉定位技术相比，时间差定位方法的原理简单，易实现，具有精度高、速度快的特点，已发展成为在理论和应用方面都较为成熟的定位方法，深受研究员的重视，同时也认为是较有发展前景的一种定位方法。采用时差定位法对变压器内PD源在进行定位时，其步骤主要包括：首先要测量出信号从发射源到达各个传感器与参考传感器相对的时间延迟，然后采用搜索或几何算法计算由时间差转换成信号源到达各传感器的距离差方程，从而确定信号源的位置。

目前关于变压器内部PD的多种检测技术中，鉴于UHF技术具有灵敏度高与抗干扰能力强的特点，将其应用于变压器内部PD检测与定位一直是科研工作者和现场操作人员关注的热点问题，同时且相比于其他检测技术，UHF检测技术更适合于实现在线监测。因此针对于该技术如何能较好的应用于变压器内PD源定位的研究，国内外学者开展了大量的相关工作并取得了一定的成果。鉴于此，本文主要针对基于UHF传播特性的时间差定位方法进行研究。然而，在变压器PD定位的过程中，总是会有诸多的影响因素干扰着定位的准确性，这给PD位置的准确判断且要求在数米空间内实现对厘米范围的高精度定位工作带来极大的不便。于是，本章主要是先在阐述PDUHF时间差定位方法原理的基础上，从机理与仿真相结合的角度出发分析影响变压器内部PD源定位精度的干扰因素，包括背景噪声、变压器结构（绕组、油纸绝缘、铁芯、主体等）、传感器性能、定位算法估计等因素，以揭示难以准确定位的原因，并指出这些干扰因素目前遇到的预防措施难题，为能准确、快速地实现对变压器内部PD源定位奠定理论基础。