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龍圖騰網獲悉國網江西省電力有限公司電力科學研究院申請的專利一種基于多頻超聲反演的變壓器繞組狀態監測方法及系統獲國家發明授權專利權，本發明授權專利權由國家知識產權局授予，授權公告號為：CN120257758B 。

龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-08-29發布的發明授權授權公告中獲悉：該發明授權的專利申請號/專利號為：202510760630.7，技術領域涉及：G06F30/23；該發明授權一種基于多頻超聲反演的變壓器繞組狀態監測方法及系統是由童濤;王鵬;萬華;劉衍;劉陽;童軍心設計研發完成，并于2025-06-09向國家知識產權局提交的專利申請。

本一種基于多頻超聲反演的變壓器繞組狀態監測方法及系統在說明書摘要公布了：本發明屬于電力工程技術領域，公開了一種基于多頻超聲反演的變壓器繞組狀態監測方法及系統，該方法通過建立材料參數與超聲特征的映射關系數據庫，結合結構參數搭建變壓器有限元模型，并進行多物理場有限元仿真；根據多物理場有限元仿真結果構建融合聲?熱?力參數的綜合風險指數，根據綜合風險指數優化超聲傳感器網絡；通過超聲傳感器網絡進行多頻超聲信號發射與監測，根據采集的數據提取特征并構建跨頻段聲學特征向量；基于跨頻段聲學特征向量進行多物理場耦合反演，得到變壓器繞組的溫度、應變和局放能量密度。本發明利用多頻超聲信號發射與多物理場耦合反演，實現了對變壓器繞組溫度、應變和局放能量密度的融合實時監測。

本發明授權一種基于多頻超聲反演的變壓器繞組狀態監測方法及系統在權利要求書中公布了：1.一種基于多頻超聲反演的變壓器繞組狀態監測方法，其特征在于，包括以下步驟： 步驟一、建立材料參數與超聲特征的映射關系數據庫，結合結構參數搭建變壓器有限元模型，并進行多物理場有限元仿真；通過多物理場有限元仿真獲得聲場能力密度云圖、溫度梯度場及應變張量場，為變壓器內部任意點的空間三維位置矢量； 步驟二、根據多物理場有限元仿真結果構建融合聲-熱-力參數的綜合風險指數，根據綜合風險指數優化超聲傳感器網絡；所述綜合風險指數為： ； 其中，、、分別為聲、熱、力的自適應權重系數，且滿足；為基準聲能密度，為溫度梯度場的L2范數； 根據綜合風險指數優化超聲傳感器網絡的目標是： 不同位置的超聲傳感器考慮冗余配置的間距滿足： ； 其中，、、分別為超聲傳感器發出的800kHz-1.5MHz的高頻超聲、200kHz-800kHz的中頻超聲、50kHz-200kHz的低頻超聲的超聲波長，為布置冗余因子； 步驟三、通過超聲傳感器網絡進行多頻超聲信號發射與監測，根據采集的數據提取特征并構建跨頻段聲學特征向量； 步驟四、基于跨頻段聲學特征向量進行多物理場耦合反演，得到變壓器繞組的溫度、應變和局放能量密度；基于跨頻段聲學特征向量進行多物理場耦合反演的過程包括： 建立聲學傳播模型：根據超聲傳感器位置生成傳播矩陣A，矩陣元素Aij表示第i條聲路徑對第j個離散單元的影響權重； 引入穩定性約束：基于繞組層狀結構設計正則化矩陣； 目標函數求解：通過最小化以下函數反演聲學參數分布y： ； 其中，為信噪比動態調整系數；是直接測量得到的聲學特征數據； 聲速的多物理場耦合修正模型為： ； 式中，為修正后的聲速，T為溫度，為應變，為局放能量密度，v0為空載基準聲速，、、為基于空載實驗設定下的溫度、應變和局放能量密度；為溫度影響系數；為應變影響系數；為局放影響系數； 耦合迭代流程為： 步驟41、對溫度、應力、局放能量密度初始化，基于空載實驗設定、、=0； 步驟42、聲學反演：固定溫度T、應變、局放能量密度，通過目標函數更新聲學參數分布y下的聲速，并通過熱傳導方程、力學方程、高頻超聲能量積分方程更新聲學參數分布y下的溫度場、聲學參數分布y下的應變場和聲學參數分布y下的局放能量密度場； 步驟43、當滿足、、時終止迭代，k為迭代次數，、、為第k次迭代反演得到的變壓器繞組的溫度、應變和局放能量密度；將實時反演數據與原始數據對比，實現對變壓器繞組狀態的監測。

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