[发明专利]基于变压器振动特征的紧固件松动的在线监测方法

权利要求书

1.基于变压器振动特征的紧固件松动的在线监测方法，其特征在于，

所述在线监测方法的步骤如下：

步骤1，实验状态下，采集在不同预紧力下三相变压器空载合闸时绕组紧固件的振动信号；将三相变压器紧固件的预紧力从100％调到50％，每减少10％预紧力时采集变压器空载合闸产生的振动信号；

步骤2，利用小波包能量谱分析技术，对步骤1采集的振动信号进行时频分析和能量谱分析，获取在不同预紧力下三相变压器绕组紧固件振动的标准特征矢量T_N；其中，标准特征矢量对应的频带包括：0～625Hz，625～1250Hz，1875～2500Hz，1250～1875Hz，4375～5000Hz，3750～4375Hz，2500～3125Hz，3125～3750Hz；

步骤3，运行状态下，采集该三相变压器绕组紧固件的振动信号；

步骤4，对步骤3采集的振动信号进行预处理，获得三相变压器绕组紧固件振动的振动特征矢量T_X；

步骤5，比较振动特征矢量T_X与标准特征矢量T_N，获取三相变压器绕组紧固件的预紧力，进行变压器绕组紧固件松动的在线监测。

2.根据权利要求1所述的基于变压器振动特征的紧固件松动的在线监测方法，其特征在于，

步骤1包括：

步骤1.1，在变压器油箱顶面不同位置安装振动传感器和采集仪，用于采集振动信号；

步骤1.2，实验状态下，将三相变压器紧固件的预紧力从100％调到50％，每减少10％预紧力时采集变压器空载合闸产生的振动信号。

3.根据权利要求1或2所述的基于变压器振动特征的紧固件松动的在线监测方法，其特征在于，

所述振动信号包括：振动的频率和振动的能量。

4.根据权利要求1或2所述的基于变压器振动特征的紧固件松动的在线监测方法，其特征在于，

步骤2包括：

步骤2.1，对振动信号进行小波包分解，以获取各频带分布；

步骤2.2，计算振动信号分布在各频带中的能量；

步骤2.3，以步骤2.2得到的各频带能量占总能量的百分比构造标准特征矢量。

5.根据权利要求4所述的基于变压器振动特征的紧固件松动的在线监测方法，其特征在于，

在步骤2.1中，振动信号采样频率是10kHz，采用db3小波函数，以0～5000Hz的原始信号进行3层小波包分解，获得频带分布，其中第三层的频带节点表示为W_3i，i＝0，1，…，7。

6.根据权利要求5所述的基于变压器振动特征的紧固件松动的在线监测方法，其特征在于，

在步骤2.2中，以如下关系式计算振动信号分布在各频带中的能量：

式中，

E_3i表示频带节点W_3i对应的能量，

X_3i(k)表示小波包重构信号各离散点的幅值，其中k＝1，2，…，N，N为采样点数。

7.根据权利要求6所述的基于变压器振动特征的紧固件松动的在线监测方法，其特征在于，

在步骤2.3中，以步骤2.2得到的各频带能量占总能量的百分比构造标准特征矢量，满足如下关系式：

T_N＝(C₃₀，C₃₁，C₃₂，…，C₃₇) (2)

式中，

T_N表示在不同预紧力下三相变压器绕组紧固件振动的标准特征矢量，

C_3i表示以步骤2.2得到的各频带能量E_3i占总能量E_N的百分比，其中i＝0，1，…，7。