[发明专利]一种基于自激振荡的油浸式互感器形变诊断方法

权利要求书

1.一种基于自激振荡的油浸式互感器形变诊断方法，其特征在于，方法步骤如下：

第一步，测量油浸式互感器的振荡波信号

搭建测试振荡波信号的实验平台，主要包括高压直流电源(1)、保护电阻(2)、高频开关(3)、电感(4)和油浸式互感器(5)，油浸式互感器(5)包括瓷套管(6)、绕组(7)和铁芯(8)且油浸式互感器(5)末端连接终端机(9)、电阻(10)和电容(11)，电阻(10)和电容(11)构成阻容分压电路，高频直流电源(1)和保护电阻(2)还有电感(4)串联后连接信号检测装置油浸式互感器(5)，油浸式互感器(5)和电感(4)形成LC阻尼振荡回路，高频开关(3)从保护电阻(2)和电感(4)中引出并接地，油浸式互感器(5)先与电阻(10)和电容(11)构成阻容分压电路相连，再与信号收集设备终端机(9)相连；测试开始时，关闭高压直流电源(1)，先将油浸式互感器(5)通过高频开关(3)接地使之充分放电，待充分放电后，让高频开关(3)处于断开的状态，打开高压直流电源(1)，高压直流电源(1)将电信号通过保护电阻(2)和电感(4)传输进油浸式互感器(5)，从0V开始逐渐升高高压直流电源(1)的电压，待施加的电压至额定电压，产生的电信号传输进装置油浸式互感器(5)的绕组(7)，再通过另一端的绕组(7)通过由电阻(10)，电容(11)构成的保护电路将电信号输出到终端机(9)，得到无振荡的电信号；然后将高频开关(3)闭合，高频开关(3)接地，终端机(9)上采集振荡波电压信号；

第二步，将振荡波信号转换为时频图

对采集到的振荡波信号进行归一化处理，归一化后的信号f(t)与原信号X(t)之间计算式如下：

使用短时傅里叶变换将信号图转化为时频图，并将时频图进行灰度转换，得到振荡波信号灰度频谱图y(i,j)，图象大小256×256，y(i,j)是振荡波信号灰度频谱图像素值；

第三步，提取油浸式互感器形变的特征参数

灰度转换后的256×256的像素矩阵为y(i,j)，采用灰度空间校正法对输入图像进行灰度空间的标准化，首先对像素矩阵进行归一化校正，得到的矩阵为h(i,j)，满足计算式：

i，j为像素矩阵的坐标，max(h(i,j))为灰度频谱图像素值最大值，min(h(i,j))为灰度频谱图像素值最小值；

对矩阵进行预补偿处理后的得到矩阵G(i,j)计算式如下：

G(i,j)为预补偿处理后的矩阵，η为预补偿系数，取η＝2.2,G(i,j)的式子如下：

计算特征矩阵，表达式如下：

令|λE-G_i,j|＝0，经矩阵变换后得到矩阵的特征值λ₁，λ₂，λ₃，…，λ₂₅₆；

将特征值构成的矩阵记为L，计算式如下：

L＝(λ₁,λ₂,λ₃...λ₂₅₆)^T (6)

计算加权矩阵M，计算式如下：

M＝(M₁,M₂,M₃...M₂₅₆)^T (8)

计算油浸式互感器形变特征参数γ，计算式如下：

γ＝L^T·M (9)

计算油浸式互感器形变评估系数ε，计算式如下：

γ_n为检测到的油浸式互感器形变特征参数，γ₀为正常时的油浸式互感器形变特征参数；

第四步，评估油浸式互感器的形变程度

由计算得到的油浸式互感器形变评估系数ε对油浸式互感器的形变程度进行评估，若0.8ε1.25，则说明油浸式互感器中绕组的没有形变或形变不明显，对油浸式互感器的功能无影响，若ε1.25或者ε0.8，则说明油浸式互感器中绕组的形变较严重，会对电力系统的运作产生重大的影响，需要立刻进行维修或者更换。