[发明专利]一种变压器绕组的机械状态检测方法

说明书

本发明公开了一种变压器绕组的机械状态检测方法，包括如下步骤：步骤S1，在变压器箱壁布置振动加速度传感器，以预定的采样频率采集变压器振动信号；步骤S2，将原始振动信号分解成多个固有模式函数之和；步骤S3，对振动信号的固有模式函数进行Hilbert变换得到振动信号的时频谱图；步骤S4，对振动信号时频谱图提取局部二值特征，构造振动信号特征向量；步骤S5,获得基准特征向量以及待测振动信号的特征向量，并计算两者的相似度；步骤S6，将所述相似度与一预定阈值进行比较，确定所述变压器绕组机械状态。实施本发明，可以通过在线监测变压器突发短路时变压器箱壁振动信号对绕组的工作状态进行判别。

技术领域

本发明涉及电力设备状态检测方法，尤其是涉及一种变压器绕组的机械状态检测方法。

背景技术

变压器是电力系统最重要的设备之一，它的安全可靠运行影响着整个电力系统，因此，研究其状态在线监测方法是智能电网建设的重要课题，具有重要的经济效益和社会效益。统计数据表明，变压器的绕组是发生故障最多的部件之一，变压器出口短路事故时有发生，由冲击电流引起的强大电磁力作用在绕组上，引起绕组强烈振动，造成绕组机械结构损坏。传统的短路电抗法和频响分析法灵敏度不高，仅在变压器绕组发生严重变形时能够给出准确的判断。目前，针对变压器绕组故障的带电检测已有较多研究，如红外检测、局放检测等，这些方法在变压器在线监测方面各有优势，受到较多关注。但红外检测和局放检测主要针对电接触缺陷和绝缘缺陷，无法对机械故障进行有效诊断。近年来，振动法检测变压器绕组机械状态逐渐受到关注，一方面，对振动信号的采集简单方便易操作，非常适用于在线监测，广泛应用于大型机械故障诊断技术中；另一方面，振动信号包含大量能反映变压器机械状态的信息，因此振动分析法灵敏度高，能检测出变压器绕组的松动、微小变形等前期故障，及时对变压器进行检修。其原理本质，是因为变压器绕组不同状态时，其机械状态发生改变，必然会导致振动特性的不同，因此可以根据振动信号的特征，判断变压器绕组是否发生故障。

振动传感器非接触式信号采集方式不会对其正常工作造成影响，因此具有极好的应用前景。应用振动法对绕组状态检测，其重点和难点在于振动信号的分析方法以及状态判据，目前尚无统一标准。变压器短路冲击所产生的振动信号，具有强时变和非平稳性，信号特征不易提取，时域和频域特征难以表征信号更细致变化，无法灵敏反应变压器状态。近年来，非平稳信号分析方法快速发展，兼顾时域和频域特征的时频谱分析方法在振动信号处理领域取得了很多成果，如Hilbert-Huang变换、小波分析法以及一些改进算法都成功运用到变压器振动信号处理上，但这些算法也存在自适应性不够、时频分解结果不够准确等缺点。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种变压器绕组状态诊断方法，通过在线监测变压器突发短路时变压器箱壁振动信号对绕组的工作状态进行判别。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为，提供一种变压器绕组的机械状态检测方法，包括如下步骤：

步骤S1，在变压器箱壁布置振动加速度传感器，以预定的彩样频率采集变压器振动信号；

步骤S2，通过对振动信号傅里叶谱进行划分，构造自适应小波函数，得到具有紧支撑频率的窄带子信号，将原始振动信号分解成若干个固有模式函数之和；

步骤S3，对振动信号的固有模式函数进行Hilbert变换得到振动信号的时频谱图；

步骤S4，对振动信号时频谱图提取局部二值特征，构造振动信号特征向量；

步骤S5,根据上述步骤以绕组正常状态下的振动信号计算特征向量，记为基准特征向量；传感器安装位置不变，采集变压器突发短路时振动信号，根据上述步骤计算特征向量，作为待测振动信号的特征向量，根据所述基准特征向量和待测信号的特征向量，计算两者的相似度；

步骤S6，将所述相似度与一预定阈值进行比较，确定所述变压器绕组机械状态。