[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

说明书

油浸式互感器作为电力系统的重要器件之一，用于测量和保护电力系统，其形变的程度直接影响其功能。本发明公开了一种基于自激振荡的油浸式互感器形变诊断方法。首先，对油浸式互感器的振荡波信号进行测量，然后将振荡波信号进行处理转化为时频图，再对时频图提取油浸式互感器形变的特征参数，最后基于特征参数来评估油浸式互感器的形变程度，此方法能有效地对油浸式互感器的形变程度做出评估。

技术领域

本发明属于有油浸式互感器的性能评估领域，具体涉及一种基于自激振荡的油浸式互感器的形变诊断方法。

背景技术

随着现代电力系统技术的发展，油浸式互感器的使用更加频繁。然而在运输或者装置运行的过程中，互感器内部的绕组可能会发生形变，而绕组位于油浸式互感器内部，无法直接观察到形变的发生，绕组形变会引起绝缘材料的损伤，导致绝缘强度下降，还会使得油浸式互感器的机械性能下降，互感器故障增多，严重时会影响电力系统的正常运行，常用的绕组形变诊断方法有短路阻抗法，电容量变化法，频率响应法等，但短路阻抗法的检测时间较长，需要离线测试，无法在运行时对绕组的形变状况做出判断，电容量变化法操作简单，但这种方法只对形变剧烈的情况能做出判断，频率响应法对于对绕组轻微变形的检测不灵敏，现需要一种能在线检测油浸式互感器轻微形变的方法。

发明内容

为了克服上述背景技术的缺陷，本发明提供一种油浸式互感器形变诊断的方法，该方法能有效准确的评估油浸式互感器的形变程度，其方法步骤如下：

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：