[发明专利]一种基于多通道噪声的变压器绕组故障诊断方法

说明书

本发明公开了一种基于多通道噪声的变压器绕组故障诊断方法，涉及变压器故障诊断领域，本发明首先通过采集待测变压器的噪声信号和记录电流信号；然后对电流信号进行负荷修正，得到归一化电流下的噪声信号；其次，采用小波函数对归一化电流下的噪声信号进行9层分解与重构，并进行特征量提取，得到待测变压器噪声信号的特征量；对待测变压器噪声信号的特征量与对应能量特征量指纹比对，对待测变压器噪声信号的特征量的矩阵中每个向量元素进行相关分析，计算得到相关系数向量和负无穷范数；最后，根据无穷范数的取值判断待测变压器是否存在故障隐患。测试过程不影响变压器内部结构，对其正常运行无影响，且能够准确的判断测变压器是否存在故障隐患。

技术领域

本发明涉及变压器故障诊断领域，尤其涉及一种基于多通道噪声的变压器绕组故障诊断方法。

背景技术

变压器是电力系统最重要的设备之一，其安全运行与否已与国家经济发展紧密的联系了起来。如果变压器出现故障，将导致大面积停电，这样不仅影响了工厂的生产，也影响了民众的生活。因此，开展变压器故障诊断方法的研究，及时发现变压器的事故隐患，避免突发事故，提高变压器运行的可靠性具有十分重要的意义。

变压器绕组故障主要为在电磁力或者机械力作用下，绕组的机械结构发生的不可恢复改变，常见的包括绕组松动、翘曲、鼓包以及错位等。由于变压器内部机械、电气结构复杂，一旦绕组机械结构发生改变，随之而变化的特征参量较多，因此针对不同特征量的监测引申了出多种变压器绕组状态监测方案。目前较为常用的包括短路阻抗法、频率响应法，扫频阻抗法，低压脉冲法以及振动、噪声信号分析法等。传统的基于振动信号的变压器绕组故障诊断方法在实际应用时必须把传感器布置于振动变压器油箱表面，对于带电设备、复杂部件振动表面以及高温或油垢等恶劣环境下传感器布置较为困难，而且受测点数量限制，仅反映局部位置的振动信息，未能获得变压器整体的振动状态信息。

变压器噪声是由振动产生的，如在撞击、摩擦、交变应力作用下，因设备的金属外壳、线圈、铁心、风扇等发生振动而产生噪声。振动与噪声关系密切，变压器的带电运行必然产生振动，进而辐射噪声。噪声是衡量设备运行状态的一项重要指标，当设备零部件的运行状态发生变化时，辐射的噪声信号也随之变化。故有专利提出基于变压器噪声的一种非接触式的绕组故障诊断方法，但是该方法仅通过分析两次不同时间的单点噪声信号进行绕组机械状态诊断，准确性较低，复杂环境中易受周围噪声干扰，容易造成误判或者漏判，无法实现故障定位，在实际工程应用中存在一定的局限。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于多通道噪声的变压器绕组故障诊断方法，解决了传统基于变压器油箱表面振动测试的振动分析法的缺点和不足，以及基于单点噪声信号的变压器绕组故障诊断方法存在信息量少，抗干扰能力差，准确性低的缺点。

为实现上述目的，本发明提供了一种基于多通道噪声的变压器绕组故障诊断方法，包括以下步骤：

S1、通过多通道采集待测变压器的噪声信号，同时记录电流信号；

S2、对电流信号进行负荷修正，得到归一化电流下的噪声信号；

S3、采用Daubechies小波函数对归一化电流下的噪声信号进行小波分解与重构，并进行特征量提取，得到待测变压器噪声信号的特征量；

S4、对待测变压器噪声信号的特征量与对应能量特征量指纹(即历史健康状态下的能量特征量)比对，进行相关性分析，得到相关系数向量和负无穷范数；

S5、根据负无穷范数的取值判断待测变压器是否存在故障隐患。

进一步的，所述S3具体包括以下步骤：

S31、采用Daubechies小波函数对各归一化电流下的噪声信号进行小波分解，分解为九层，得到九个高频的频率范围和九个高频的系数；