[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

说明书

基于变压器振动特征的紧固件松动的在线监测方法，包括步骤1：实验状态下采集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；步骤2：利用小波包能量谱对步骤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；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；步骤5，比较振动特征矢量与标准特征矢量，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。该方法是一种在线诊断方法，测量结果准确、可靠，无需将待检测变压器退出运行。

技术领域

本发明涉及电力设备状态监测与检修领域，更具体地，涉及基于变压器振动特征的紧固件松动的在线监测方法。

背景技术

现代电力变压器的特点是单机容量趋大、电压等级越来越高，使得其内部电场和磁场强度增大，造成电力变压器的线圈、引线、分接开关等部件乃至变压器器身均存在着电气、耐热和机械等性能方面的问题。另外，电力变压器在运输、安装的过程中也可能会遭受到机械碰撞。在上述因素的影响下，电力变压器的铁芯和绕组可能会发生松动。由于铁芯和绕组夹紧力的减小，电力变压器抗短路能力显著降低，有可能诱发严重的事故。通常，对变压器进行基本维修的重要目的就是压紧线圈和铁芯。因此在决定是否对大型电力变压器进行维修时，非常有必要预测绕组和铁芯的压紧状况。

现有技术中，诊断绕组松动程度的方法都是离线方法，变压器必须要退出运行才能进行诊断，而且由于变压器的自振频率范围很宽，对不同大小、容量的变压器判断绕组压紧状况的标准不同，如果残留磁通很小，结果将会变得不准确、不稳定。变压器绕组松动本质上是预紧力的变小，且振动信号的变化是绕组松动的反映，振动法在线监测变压器绕组松动具有较好的灵敏度，且简单、方便。电流产生的电动力会使绕组产生振动，且电动力的大小正比于电流的平方，更大的电流有利于振动特征的监测与提取，即有利于准确地发现更轻微松动的情况。而变压器空载合闸时，会产生很大的励磁涌流，在极其严重的情况下，其励磁涌流的暂态值可达到稳态空载电流的几百倍，虽然存在的时间很短，但是数值很大。这样使得振动信号特征相对于稳态时更加明显，因此，空载合闸振动信号更加有利于从振动信号中提取判断变压器绕组松动缺陷的振动特征量和对其进行状态分析的特征参数，从而判断变压器的正常或者故障状态。

发明内容

为解决现有技术中存在的不足，本发明的目的在于，提供基于变压器振动特征的紧固件松动的在线监测方法，从变压器空载合闸振动信号中提取判断变压器绕组松动缺陷的振动特征量并对其进行状态分析，从而判断变压器绕组状态，避免将变压器退出运行进行离线诊断，提升测量结果的准确性和稳定性。

本发明采用如下的技术方案。

基于变压器振动特征的紧固件松动的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；

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；

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。

优选地，

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；