[发明专利]一种变压器绕组模态参数识别方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种变压器参数识别技术领域，尤其是涉及一种变压器绕组模态参数识别方法。 

背景技术

变压器是电力系统中最重要的设备之一，其运行的稳定性对电力系统安全影响重大。目前变电站设备及线路的运行环境始终不容乐观，因外部短路造成变压器绕组受冲击而引发的变形是变压器运行过程中较为常见的故障，对系统的安全运行造成了很大的威胁。 

变压器遭受突发短路后，巨大的短路电动力的作用使得绕组振动加剧，使得绕组可能首先发生松动或变形。大量的实验研究分析表明，变压器绕组变形具有累积效应，如果对于松动或变形不能及时发现和修复，那么在变压器的松动或变形累积到一定程度后会使变压器的抗短路能力大幅下降而在遭受较小的冲击电流下也会引发大的事故发生。绕组的变形一方面会导致机械抗短路电流冲击能力的下降，另一方面也会导致线圈内部局部绝缘距离发生变化，使局部出现绝缘薄弱点，当遇到过电压作用时，绕组有可能发生饼间或匝间短路导致变压器绝缘击穿事故，或者由于局部场强增大而引起局部放电，绝缘损伤部位会逐渐扩大，最终导致变压器发生绝缘击穿事故而引发进一步的事态扩大。此外，当短路电动力的激励频率与绕组的固有频率相近时，可能会产生共振现象，将导致绕组的严重变形、绝缘损坏乃至轴向失稳造成绕组坍塌。 

绕组结构件振动的主要描述参数是固有频率（特征值）和对应的振型（特征矢量），绕组的松动、变形或振动加剧等现象均意味着绕组机械动力性特性的变化，因此，准确识别变压器绕组的模态参数（固有频率、阻尼和振型），使其远离激励频率对变压器的设计与制造意义重大，这是保证变压器可靠运行的重要前提。对运行中的变压器来说，当变压器经历了外部短路事故后或 运行一段时间后的常规检修中，如何有效地检测出变压器绕组是否存在松动和变形，从而判断变压器是否需要检修处理显得十分重要，是保障变压器安全运行的一个重要手段。 

现有的模态参数识别方法如多参考最小二乘法（Multi-reference Lease Squares，LSCE）、多参考最小二乘复频域法（Poly-reference Least Squares Complex Frequency Domain Method，PolyMax）和多参考极大似然估计法（Poly-reference Maximum Likelihood Estimation，PMLE）（郑锦涛，车身试验模态分析方法对比研究，华南理工大学硕士学位论文，2012年5月）在识别变压器绕组这类结构复杂的非线性系统时精度有限，且对噪声较为敏感，需要寻求新的方法。 

发明内容

本发明的目的是克服上述现有技术的不足之处，提供一种变压器绕组模态参数识别方法，用于变压器绕组的固有频率、阻尼以及振型的识别。 

为了实现上述发明目的，本发明的技术解决方案如下： 

一种变压器绕组模态参数识别方法，其特点在于，该方法包括下列步骤： 

(1)在变压器绕组上放置激振器，向激振器输入信号V_i对变压器绕组进行激振，采用放置在变压器绕组表面的N个振动加速度传感器采集和记录各个测点的振动信号Voi(i=1,2,…,N)。 

(2)分别对输入的白噪声信号V_i和各个测点的振动信号V_oi进行傅里叶变换（傅里叶变换是本领域内常用的数学方法，因此发明人在此不再进行详细的描述），得到变压器绕组的振动频响曲线H(ω)： 

H(ω)=(Σi=1NVoi(ω))/Vi(ω)]]>