[发明专利]一种基于电机电流的有载分接开关机械故障在线监测方法

说明书

本发明涉及一种基于电机电流的有载分接开关机械故障在线监测方法。该方法包括：采集信号、去噪、确定特征系数、重构和判断等步骤。本发明克服了EEMD分解过程中需要人为设定参数刷选IMF分量的问题，具有巨大的偶然性和局限性等缺点；利用互相关分析和EEMD算法相结合的原则很好的解决EEMD分解过程中模态混叠现象和有效的抑制工频以及谐波的干扰等问题。

技术领域

本发明涉及一种基于电机电流的有载分接开关机械故障在线监测方法，属于电力系统技术领域。

背景技术

有载分接开关(OLTC)是电力变压器的一个重要组成部分,其运行状况直接关系到变压器及系统的稳定与安全。OLTC是变压器故障率最高部件之一，其故障不但直接影响变压器运行,而且影响电网质量与电网运行。根据国内资料统计，由OLTC故障引起的事故约占变压器总事故的28％左右且故障类型基本为机械故障,例如触头松动、触头脱落、机构卡涩、滑档、拒动等。机械故障会直接损坏OLTC和变压器本身,进而引起其他更严重的电气故障,以致造成严重的后果。因此，对运行中的OLTC的机械性能进行监测，及早发现其故障隐患,对变压器及电力系统的安全运行有着十分重大的意义。

现有的OLTC故障诊断方法主要有两大类：一类为离线检修，离线检修一般要停电，拆开变压器箱进行人工检修，并且停电检修影响变压器正常运行,需要耗费大量人力、物力和财力。另一种是在线监测，在线监测方法主要有基于热噪声诊断法和基于振动的在线监测等。基于热噪声抗干扰能力差，很难有较强的实际工程应用。基于振动法在线监测关键在于寻找故障的特征量，但基于振动法在线监测的偶然性比较大而且监测方法和监测后信号分析方法也影响故障诊断的准确性。

发明内容

本发明要解决技术问题是：克服上述技术的缺点，提供一种基于电机电流法的无干扰的有载分接开关机械故障在线监测方法。

为了解决上述技术问题，本发明提出的技术方案是：一种基于电机电流的有载分接开关机械故障在线监测方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)采集有载分接开关动作过程中传动机构的电机的电流信号；并将采集到的电流信号进行小波阈值去噪并利用EEMD分解为若干个IMF_i分量；

(2)将每个IMF分量与上步中去噪后的信号进行相互关分析，确定特征系数大于0.2小于0.5的IMF分量的层数；

(3)将步骤(2)中确定的层数之间的IMF重构，得到重构信号并采用求取重构信号波形的包络线；

(4)将步骤(3)所得包络线对比有载分接开关正常工装状态下包络线来判断有载分接开关的机械故障。

上述方案进一步的改进在于：所述步骤(1)用电流钳采集有载分接开关动作过程中传动机构的电机的电流信号。

上述方案进一步的改进在于：所述步骤(1)中采用sym8小波基，将所采集到的电流信号进行小波阈值去噪，阈值采用自适应Stein的无偏风险估计。

上述方案进一步的改进在于：定义步骤(1)中去噪后的信号为w^*(t)，加入高斯白噪声h_i(t)得到：w_I(t)＝w^*(t)+h_i(t)；将加入高斯白噪声的信号w_Ⅰ(t)进行经验模态分解得到若干个固有经验模态函数IMF_i。

上述方案进一步的改进在于：所述步骤(2)中去噪后的信号w^*(t)和IMF_i的互相关函数R(τ)定义为：式中u_i(t)为IMF_i；N为信号的采样长度；j为时差，j＝0,1,2,…；根据两者的互相关函数进一步得到互相关函数的特征系数：