[发明专利]一种高频高压谐振点捕捉的绝缘状态测试方法

权利要求书

1.一种高频高压谐振点捕捉的绝缘状态测试方法，其特征在于：单相单柱试验变压器的绕组由外至内分别定义为高压绕组、中压绕组、低压绕组，上述绕组的额定电压等级分别为U1kV、U2kV、U3kV；变压器套管包括：高压绕组输入套管6、高压绕组输出套管7、中压绕组输入套管8、中压绕组输出套管9、低压绕组输入套管10、低压绕组输出套管11；变压器接线开关包括：高压绕组电源连接开关14、高压绕组信号采集连接开关15、中压绕组电源连接开关16、中压绕组信号采集连接开关17、低压绕组电源连接开关18、低压绕组信号采集连接开关19；具体测试方法步骤包括以下：

步骤一：进行试验变压器高频高压谐振试验，包括：

(1)测量变压器高压绕组的高频高压谐振曲线，将高压绕组输出套管与数据采集系统相连接，高压绕组输入套管与外部高频高压电源12相连接，其余各个接线端子之间保持断开状态，在高频高压电源系统额定功率下逐步升高输出电压，使其达到变压器高压绕组的额定电压U₁kV，待电压稳定之后，断开高频高压电源系统与高压绕组端子A₁的连接，通过数据采集装置在高压绕组端子B₁采集高频高压谐振曲线A(t)，(A(t)＝[x₁ x₂......x_N])，采集数据点N个；

(2)测量变压器中压绕组的高频高压谐振曲线，将中压绕组输出套管与数据采集系统相连接，中压绕组输入套管与外部高频高压电源相连接，其余各个接线套管之间保持断开状态，在高频高压电源系统额定功率下逐步升高输出电压，使其达到变压器中压绕组的额定电压U₂kV，待电压稳定之后，断开高频高压电源系统与中压绕组端子A₂的连接，通过数据采集装置在高压绕组端子B₂采集高频高压谐振曲线B(t)，(B(t)＝[y₁ y₂......y_N])，采集数据点N个；

(3)测量变压器中压绕组的高频高压谐振曲线，将低压绕组输出套管与数据采集系统相连接，低压绕组输入套管与外部高频高压电源相连接，其余各个接线端子之间保持断开状态，在高频高压电源系统额定功率下逐步升高输出电压，使其达到变压器低压绕组的额定电压U₃kV，待电压稳定之后，断开高频高压电源系统与低压绕组端子A₃的连接，通过数据采集装置在低压绕组端子B₃采集高频高压谐振曲线C(t)，(C(t)＝[z₁ z₂......z_N])，采集数据点N个；

步骤二：进行试验变压器高频高压谐振曲线特征提取，包括：

(1)分别针对高压绕组、中压绕组、低压绕组的高频高压谐振曲线A(t)、B(t)、C(t)进行n层分解，每个信号分别得到2ⁿ个分量信号

式中代表A(t)分解第n层第i个信号，代表B(t)分解第n层第i个信号，代表C(t)分解第n层第i个信号；

(2)根据变压器绕组试验测量的高频高压谐振信号T(t)构造矩阵H，计算特征矩阵P、Q，如下所示：

P＝H H^T

Q＝H^TH

式中H第一行和第二行分别是测试信号T(t)的前N-1个数据，后N-1个数据；

(3)计算P的特征值σ₁与q的特征值σ₂(σ₁≥σ₂＞0)，构造P、q的单位特征向量矩阵p、q

p＝(p₁，p₂)

q＝(q₁，q₂，……，q_N-1)

式中p_i和q_i是P、Q特征值对应的单位特征向量解；

(4)计算高频高压谐振曲线的近似信号矩阵d₁和细节信号矩阵d₂

式中m是q矩阵求和个数，符号是向下取整；

(5)计算近似信号T₁¹(t)

L₁＝[a_1，2 a_1，3......a_1，N-1]

L₂＝[a_2，2 a_2，3......a_2，N-2]

T₁¹(t)＝[a_1，1，(L₁+L₂)/2，a_2，N]

式中L₁是d₁第一行a_1，2至a_1，N-1元素构成的向量，L₂是d₁第二行a_2，2至a_2，N组成的向量；

(6)细节信号矩阵d₂重复步骤(6)计算细节信号T₁²(t)

(7)对分解信号T₁¹(t)和T₁²(t)重复步骤(2)至(6)，对高频高压谐振信号进行n层分解，直至阈值ε＜0.2，有2ⁿ个分量信号

步骤三：进行试验变压器绝缘状态评估，包括：

(1)计算各分量离散系数f₁ⁱ和偏移系数

式中是变压器正常时高频高压谐振信号，是分解第n层第i个信号的平均值；

(2)计算各分量信号权重w_i

式中E_i代表每个分量信号的能量；

(3)计算绝缘诊断系数F

若绝缘诊断系数F＜2.3，则判断变压器绕组绝缘状态良好。