[发明专利]一种基于振动信号复合特征向量的变压器机械故障检测方法

说明书

本发明属于电力设备检测技术领域，具体涉及一种基于振动信号的变压器机械故障在线检测方法；采用的技术方案为：布置传感器采集变压器振动信号传输至数据采集仪；从变压器振动信号中提取出七类振动信号波形特征量；对变压器振动信号进行分解，取前七组IMF分量作为振动信号能量特征量；组成十四维的复合特征向量，利用主成分分析法将其降维成两维主成分特征向量；提取已知状态下主成分特征向量作为样本，过DBN网络两阶段的训练得到特征向量与变压器机械状态之间的对应关系；将目标变压器的2维主成分特征向量输入训练好的DBN网络得到该变压器的机械状态；本发明主要用于变压器机械故障在线检测。

技术领域

本发明属于电力设备检测技术领域，具体涉及一种基于振动信号的变压器机械故障在线检测方法。

背景技术

变压器是电力系统中的重要设备，承担着电压转换、电能分配和传输等一系列重要任务，其运行状态将直接影响整个电力系统的安全性与稳定性。而变压器在使用和运输过程中出现的碰撞、挤压以及外部短路故障将导致内部绕组和铁芯的松动变形，这些情况都会对电力系统的安全运行造成威胁。

目前针对变压器机械故障的传统检测方法主要有低压脉冲法、频率响应法及短路阻抗法等，这些方法都需要将待测变压器停运，然后才能进行检测，这对电力系统的正常运行影响较大，而且检测过程都较为繁琐，检测效率低下。因此研究一种操作简单、无需停运待测变压器的在线检测方法具有重要的实际意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于振动信号复合特征向量的变压器在线检测方法，以便于在保证变压器正常工作的情况下，充分利用变压器振动信号中所包含的状态信息，达到在线检测变压器机械故障的目的。

为了达到上述目的，本发明公开了如下技术方案：

一种基于振动信号复合特征向量的变压器机械故障检测方法，通过以下步骤实现：

步骤1：利用PCB356A16压电式加速度传感器以及NI-9234数据采集仪组成振动信号采集系统，将加速度传感器吸附于变压器箱体，采集变压器振动信号传输至数据采集仪；

步骤2：从变压器振动信号中提取出均值、偏度、峰峰值、峭度、基频、基频占比和50Hz奇次倍频占比，七类振动信号波形特征量；

步骤3：对变压器振动信号进行EEMD分解，得到振动信号的IMF分量，并提取前七组IMF分量作为振动信号能量特征量；

步骤4：将变压器七类波形特征量和七类能量特征量共同组成十四维的复合特征向量；

步骤5：利用主成分分析法将十四维复合特征向量降维成两维主成分特征向量；

步骤6：提取多组已知状态下振动信号主成分特征向量作为DBN网络的训练样本，训练样本通过DBN网络两阶段的训练得到特征向量与变压器机械状态之间的对应关系；

步骤7：将目标变压器的2维主成分特征向量输入训练好的DBN网络得到该变压器的机械状态；上述检测方法工作流程如附图2所示。

所述变压器振动信号的采集点设置有六个，分别为：A1、B2、C3、A4、B5和C6。

所述变压器振动信号的采集点A1、B2和C3均匀排布在变压器箱体的顶部，分别对应A、B、C三相的位置。

所述变压器振动信号的采集点A4、B5和C6均匀排布在变压器箱体的侧面，分别对应A、B、C三相的位置。

本发明的优点及有益效果

(1)本发明基于振动信号的变压器机械故障检测方法无需停运待测变压器，与电力系统无电气连接，能够保证电力系统的正常运行；受环境因素的干扰较小，状态识别的准确率较高；操作简单，检测效率较高。